(57)【要約】  無機被覆が、光散乱粒子又はコンポーネントを結合させるために適用されてもよい。無機被覆を介して結合された光散乱粒子は、光の放射を受け、変換し、１つ又は複数の変化した特性を有する光の放射を発することができる三次元膜を形成することができる。無機被覆は、原子層堆積（ＡＬＤ）技術等の低圧堆積技術を使用して堆積させることができる。ＬＥＤ及びセラミック蛍光体層等、２つ以上のコンポーネントは、ＡＬＤ技術を使用して無機被覆を堆積することによって共に結合されてもよい。
2019537058.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンポーネント上に複数の光散乱粒子を堆積させるステップと、
低圧堆積技術を使用して、前記複数の光散乱粒子上に無機被覆を堆積させるステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記複数の光散乱粒子を共に結合させて第１の三次元膜を形成するステップをさらに含み、第１の光散乱粒子が、前記無機被覆によって第２の光散乱粒子に結合される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記無機被覆は酸化物被覆である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記複数の光散乱粒子は、沈降、電気泳動、刷り込み、及び分配のうち１つの技術を使用して堆積される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記光散乱粒子は蛍光体粒子である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記コンポーネントは、金属、セラミック、半導体、発光素子、及び絶縁体のうちの１つである、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記低圧堆積技術は、原子層堆積技術である、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記コンポーネントの少なくとも一部を除去するステップと、
前記第１の三次元膜の第１の表面にて励起を受けるステップと、
前記第１の三次元膜の第２の表面から光を発するステップと、
をさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項９】
前記無機被覆は、複数の層を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
無機被覆の熱膨張係数は、前記複数の光散乱粒子及び前記コンポーネントのうちの１つの熱膨張係数と実質的に一致する、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
無機被覆の屈折率が、前記複数の光散乱粒子及び前記コンポーネントのうちの１つの屈折率と実質的に一致する、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の三次元膜にて、第１の発光コンポーネントによって発せられる第１の波長の光を受けるステップと、
前記第１の三次元膜によって、第２の波長の光を発するステップと、
をさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項１３】
反射膜及びフィルタリング膜のうちの１つの改質膜を堆積させるステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の三次元膜及び前記第１の発光コンポーネントの光の放射は、前記第１の波長の光及び前記第２の波長の光を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の発光コンポーネントは、レーザー及びＬＥＤのうちの１つである、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
第２の三次元膜が、前記第１の三次元膜に隣接して位置し、分離層が、前記第１の三次元膜と前記第２の三次元膜との間に位置し、分離材料は、吸収材料及び反射材料のうちの１つである、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記第２の三次元膜にて、第２の発光コンポーネントによって発せられる光を受けるステップと、
前記第２の三次元膜によって第２の光の放射を発するステップであって、前記第２の三次元膜による前記第２の光の放射が、前記第１の三次元膜による光の放射から単離される、ステップと、
をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１の三次元膜及び前記第２の三次元膜の同じ側にレーザーを配置するステップ
をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１の三次元膜のうち１つの側に前記第１の発光コンポーネントを、及び、前記第２の三次元膜のうち同じ側に前記第２の発光コンポーネントを配置するステップ
をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１の三次元膜は、オートモーティブヘッドライト、カメラフラッシュ、及びディスプレイのうちの１つのシステムのコンポーネントである、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
コンポーネント上の複数の光散乱粒子と、
低圧堆積技術を使用して、前記複数の光散乱粒子上に堆積させられる無機被覆と、
第１の三次元膜と、
を含む装置であって、
第１の光散乱粒子が、前記無機被覆によって第２の光散乱粒子に結合される、装置。
【請求項２２】
前記光散乱粒子は蛍光体粒子である、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記低圧堆積技術は、原子層堆積技術である、請求項２１に記載の装置。
【請求項２４】
前記第１の三次元膜の第１の表面にて励起を受けるように構成された、前記コンポーネント内の間隙をさらに含み、光が、前記第１の三次元膜の第２の表面から発せられる、請求項２１に記載の装置。
【請求項２５】
反射膜及びフィルタリング膜のうちの１つの改質膜をさらに含む、請求項２１に記載の装置。
【請求項２６】
前記第１の三次元膜に隣接して位置する第２の三次元膜
をさらに含み、
分離層が、前記第１の三次元膜と前記第２の三次元膜との間に位置し、分離材料は、吸収材料及び反射材料のうちの１つである、請求項２１に記載の装置。
【請求項２７】
前記第１の三次元膜のうち１つの側に第１の発光コンポーネントを、及び、前記第２の三次元膜のうち同じ側に第２の発光コンポーネントをさらに含む、請求項２１に記載の装置。
【請求項２８】
前記第１の三次元膜及び前記第２の三次元膜の同じ側にレーザーをさらに含む、請求項２１に記載の装置。
【請求項２９】
第１のコンポーネントの表面を処理するステップであって、前記処理は、粗面化する及び溝を加えることのうちの１つである、ステップと、
低圧堆積技術を使用して、前記第１のコンポーネントの表面上に無機被覆を堆積させるステップと、
前記第１のコンポーネントを第２のコンポーネントと結合させるステップであって、前記無機被覆が、前記第１のコンポーネントと前記第２のコンポーネントとの結合を促進するステップと、
を含む方法。
【請求項３０】
前記第１のコンポーネントは発光層を含み、前記第２のコンポーネントはセラミック蛍光体層を含む、請求項２９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１６年１１月３日に出願された米国仮特許出願第６２／４１７，２６２号及び２０１６年１１月３日に出願された米国仮特許出願第６２／４１７，２３７号、並びに、２０１７年１１月２日に出願された米国非仮出願第１５／８０２，２７３号に基づく優先権を主張するものであり、その全内容を参照により本出願において援用する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術を使用して、例えば、シリコーンに堆積又は結合される半導体デバイス中の発光粒子又は発光層は、有機バインダーの劣化から、より短い寿命を有する恐れがある。発光粒子が高温で共に焼結してセラミックを形成するか、又は、ガラスに組み込まれるよりコストの高いプロセスにおいてさえも、結果として生じる波長変換プレートは、典型的には、有機接着剤を用いて半導体デバイスに取り付けられ、有機接着剤は、高温、及び、例えば青色又はＵＶ等の短波長光の高磁束密度での動作中に劣化及び変色し得る。その結果、従来技術を使用して発光粒子が堆積又は結合されたデバイスは、とうてい理想的とは言えない時間サイクルで交換する必要があり得る。加えて、従来技術を使用して結合された半導体デバイス以外の基板も、これらの望ましくない効果を経験し得る。従って、そのような技術は、発光粒子及び／又はセラミック層をデバイス及び他の基板に結合させることに関して言えば不十分である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６，４０６，１７２号
【特許文献２】米国特許第７，５６６，１５５号
【特許文献３】米国特許第９，５４３，４７８号
【特許文献４】米国特許第７，４６２，５０２号
【特許文献５】米国特許第７，４１９，８３９号
【特許文献６】米国特許第７，５４４，３０９号
【特許文献７】米国特許第７，３６１，９３８号
【特許文献８】米国特許第７，０６１，０２４号
【特許文献９】米国特許第７，０３８，３７０号
【特許文献１０】米国特許第６，７１７，３５３号
【特許文献１１】米国特許第６，６８０，５６９号
【特許文献１２】米国特許出願第２００６０２５５７１０号
【特許文献１３】ＷＯ２０１６０４１８３８Ａ１
【特許文献１４】米国特許第６，３２２，９０１号
【特許文献１５】ＷＯ２０１３１７１３６０Ａ１
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ｓｔｏｂｅｒ，Ｗ．，Ａ．Ｆｉｎｋ，ｅｔ  ａｌ．．“Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ｇｒｏｗｔｈ  ｏｆ  ｍｏｎｏｄｉｓｐｅｒｓｅ  ｓｉｌｉｃａ  ｓｐｈｅｒｅｓ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｍｉｃｒｏｎ  ｓｉｚｅ  ｒａｎｇｅ．”Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｃｏｌｌｏｉｄ  ａｎｄ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ２６（１）：６２−６９
【発明の概要】
【０００５】
本発明の態様によると、複数の光散乱粒子及び／又は発光粒子をコンポーネント上に堆積させることができる。低圧堆積技術を使用して、無機被覆が、複数の光散乱粒子上に堆積されてもよい。光散乱粒子及び／又は発光粒子が、無機被覆によって別の光散乱粒子及び／又は発光粒子に結合するように、複数の光散乱粒子を共に結合させて、三次元膜を形成することができる。無機被覆は多数の層を含んでもよく、その層のうち１つ又は複数の層は酸化物被覆であってもよく、光散乱粒子及び／又は発光粒子は、沈降、電気泳動堆積（ＥＰＤ）、刷り込み、又は分配等の技術を使用して堆積することができる。光散乱粒子及び／又は発光粒子は蛍光体粒子であってもよく、コンポーネントは、金属、基板、セラミック、半導体、絶縁体、又は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）又はレーザー等の発光素子であってもよい。低圧堆積技術は、原子層堆積（ＡＬＤ）技術であり得る。コンポーネントを除去又は部分的に除去して、三次元膜が１つの表面で光励起を受け、反対の表面から光を発するのを可能にすることができる。コンポーネントはまた、光の放射に対して透明であってもよく、除去されなくてもよい。コンポーネントはまた、熱伝導性であってもよい。コンポーネントはまた、光の放射に対して不透明であってもよく、反射的であってもよく、光励起は、光が発せられたのと同じ表面に受けられてもよい。コンポーネント自体が、ＬＥＤ又はレーザー等の励起源であってもよい。無機被覆の熱膨張係数（ＣＴＥ）は、複数の光散乱粒子のＣＴＥ又はコンポーネントのＣＴＥに実質的に一致させることができる。無機被覆の屈折率は、複数の光散乱粒子の屈折率又はコンポーネントの屈折率に実質的に一致させることができる。
【０００６】
一実施形態によると、三次元膜は、第１の波長の光を受けることができる。三次元膜は、この光を吸収するか又は部分的に吸収し、第２の波長の光を発することができる。発せられる光は、第２の波長であってもよく、又は、第１の波長及び第２の波長の組み合わせであってもよい。
【０００７】
一実施形態によると、多数の三次元膜を、例えば、リニアアレイ又はマトリクスアレイにおいて互いに隣接するように構成することができ、そのため、吸収材料又は反射材料等の分離層が、隣接する三次元膜の間に位置する。多数の三次元膜は個々の発光コンポーネントの上に配置されてもよく、それぞれの三次元膜が、例えば、クロストークを低減して、互いに無関係に光の放射を生成するように構成されるか、又は、互いから分離されるように、個々の発光コンポーネントは、例えば、個々に活性化することができる。或いは、発光画素を、レーザー又は電子ビーム等のラスター光源から励起することができる。そのような構成は、例えばアダプティブ・フロントライティング・システム（ＡＦＳ）等のオートモーティブライティング、カメラフラッシュ、又はディスプレイ等のシステムにおいて使用することができる。
【０００８】
別の実施形態によると、コンポーネント及び／又はセラミック蛍光体層の表面は、粗面化することができるか又は溝を表面に加えさせることができる。無機被覆は、低圧堆積技術を使用して、粗面化されたか又は溝のある表面上に堆積されてもよく、無機被覆で２つのコンポーネントを共に結合する。
【０００９】
開示される特定事項のさらなる理解を提供するために含まれる付随の図面は、本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する。図面はまた、開示される特定事項の実施形態を例示し、詳細な説明と共に、開示される特定事項の実施形態の原理を説明するのに役立つ。開示される特定事項及びそれが実行され得る種々の方法についての基本的な理解のために必要であり得るよりも詳細な構造的詳細を示す試みは行われていない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１ａ】軸外励起を有する三次元膜によって吸収され且つ発せられる光の断面図である。
【図１ｂ】発光素子によって発せられ、三次元膜を通して吸収され且つ変換される光の断面図である。
【図１ｃ】三次元膜を通して吸収され且つ変換される光の断面図である。
【図１ｄ】スペーサ材料によって部分的に囲まれた三次元膜を通して吸収され且つ変換される光の断面図である。
【図２】三次元膜の配列の上面断面図（ｔｏｐ  ｓｅｃｔｉｏｎａｌ  ｖｉｅｗ）である。
【図３】無機被覆を介して結合された２つのコンポーネントを示した図である。
【図４】照明装置の概略図である。
【図５ａ】ゾル−ゲルの第１の被覆を有する発光粉末粒子の概略図である。
【図５ｂ】粒子状発光材料の一態様の概略図である。
【図５ｃ】粒子状発光材料の一態様の概略図である。
【図５ｄ】粒子状発光材料の一態様の概略図である。
【図６ａ】ＡＬＤ被覆の前（ＳｉＯ２のみ）及び後（ＳｉＯ２上にＡｌ２Ｏ３）の蛍光体粉末の劣化時間（時間単位）の関数として相対光出力（ＬＯ）を示した図であり；劣化条件：６０℃／１００％相対湿度：ＡＬＤ−１：蛍光体上の２０ｎｍのＡｌ２Ｏ３；ＡＬＤ−２：蛍光体上の４０ｎｍのＡｌ２Ｏ３；ＡＬＤ−３：ＳｉＯ２被覆上に堆積された２０ｎｍのＡｌ２Ｏ３；ＳｉＯ２−１：蛍光体上のゾル−ゲルＳｉＯ２被覆（ＡＬＤ−３の基盤）；である。
【図６ｂ】時間で表される劣化時間の関数として相対光出力（ＬＯ）を示した図（８５℃／１００％ＲＨ）であり；ＡＬＤ−３：ＳｉＯ２被覆上の２０ｎｍのＡｌ２Ｏ３；ＡＬＤ−４：薄いＳｉＯ２層（＜１０ｎｍ）に堆積された２０ｎｍのＡｌ２Ｏ３／Ｔａ２Ｏ５ナノラミネート；ＡＬＤ−５：ＳｉＯ２被覆に堆積された２０ｎｍのＡｌ２Ｏ３／Ｔａ２Ｏ５ナノラミネート；ＡＬＤ−６：ＳｉＯ２被覆に堆積された２０ｎｍのＡｌ２Ｏ３／ＨｆＯ２ナノラミネート；である。
【図６ｃ】時間で表される劣化時間の関数として相対光出力（ＬＯ）を示した図（８５℃／１００％ＲＨ）であり；ＡＬＤ−３及びＡＬＤ−６の試料は上記の通りであり；ＡＬＤ−７：薄いＳｉＯ２層（＜１０ｎｍ）上の２０ｎｍのＡｌ２Ｏ３／ＨｆＯ２ナノラミネート、ナノラミネートの設計：４ｘ［１．５ｎｍ  Ａｌ２Ｏ３／３．５ｎｍ  ＨｆＯ２］；ＡＬＤ−８：薄いＳｉＯ２層（＜１０ｎｍ）上の１０ｎｍのＡｌ２Ｏ３／ＨｆＯ２ナノラミネート、ナノラミネートの設計：２ｘ［１．５ｎｍ  Ａｌ２Ｏ３／３．５ｎｍ  ＨｆＯ２］；である。ゾル−ゲルＳｉＯ２被覆は、一般に、特に指示がない限り、１５０〜２００ｎｍの範囲の層厚を有する。＜１０ｎｍの厚さで示される薄いＳｉＯ２層は、一般に、約１〜１０ｎｍの範囲の平均層厚を有することになる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
無機被覆は、結合機構として使用することができ、さらに、粒子を共に結合して、粒子の充填密度及び間隙充填の程度に応じてある程度の多孔度を有し得る三次元膜を作製するために、発光体を含むコンポーネントに粒子を結合するために、コンポーネントを別のコンポーネントに結合するために、又は同様の目的のために、使用されてもよい。無機被覆は、信頼性の改善、コストの削減、透明又は半透明の膜の生成、熱膨張係数（ＣＴＥ）の一致、又は屈折率等、代替物に比べて利益をもたらし得る。無機材料で被覆された粒子は、より高い耐湿性等のさらなる利益を経験し得る。
【００１２】
開示される特定事項の実施形態によると、光散乱粒子（本明細書において発光粒子も含み、発光粒子とも呼ばれる）は、低圧堆積技術を使用して適用される無機被覆を介して共に結合されて、三次元膜を作製することができる。多孔性の三次元膜は、散乱膜であってもよく、さらに、独立していてもよく、又は、基板、発光素子、又はセラミック蛍光体等のコンポーネントに結合されてもよい。ＬＥＤ又はレーザーから等の光励起を含む励起が、三次元膜の全て又は一部を励起するために使用されてもよい。他の形態の励起には、電子ビーム源からのカソードルミネッセンス、Ｘ線源からのラジオルミネッセンス、又は印加された電磁場からのエレクトロルミネッセンスが含まれ得る。結果として、変換された発光は、励起が入ったのと同じ側から、又は、励起が入ったのとは異なる側から、三次元膜を出ることができる。発せられた光は、変換された発光、又は、変換された発光と光励起光との組み合わせであってもよく、好ましくは、発せられた光は、特定の演色評価数（Ｒａ）と共に所望の相関色温度（ＣＣＴ）を有する。さらに、三次元膜に入る光励起は、三次元膜の一部との相互作用による散乱効果を経験し得る。
【００１３】
開示される特定事項の実施形態によると、複数の光散乱粒子は、粒子又は粒子の凝集に適用される無機被覆を介して結合されてもよい。粒子は、希土類イオン、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウム（ＡｌＯＮ）、硫酸バリウム、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、キュービックジルコニア、ダイヤモンド、ガドリニウムガリウムガーネット（ＧＧＧ）、チタン酸ジルコン酸ランタン鉛（ＰＬＺＴ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、サファイア、酸窒化ケイ素アルミニウム（ＳｉＡｌＯＮ）、炭化ケイ素、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）、チタン酸ストロンチウム、酸化チタン、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）、セレン化亜鉛、硫化亜鉛、及びテルル化亜鉛、ダイヤモンド、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、単結晶窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、若しくは窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）、又は、任意の透明の、半透明の、若しくは散乱のセラミック、光学ガラス、ハイインデックスガラス、サファイア、アルミナ、リン化ガリウム等のＩＩＩ−Ｖ族半導体、硫化亜鉛、セレン化亜鉛、及びテルル化亜鉛等のＩＩ−ＶＩ族半導体、ＩＶ族半導体及び化合物、金属酸化物、金属フッ化物、以下：アルミニウム、アンチモン、ヒ素、ビスマス、カルシウム、銅、ガリウム、ゲルマニウム、ランタン、鉛、ニオブ、りん、テルル、タリウム、チタン、タングステン、亜鉛又はジルコニウムのうちいずれかの酸化物、多結晶酸化アルミニウム（透明のアルミナ）、酸窒化アルミニウム（ＡｌＯＮ）、キュービックジルコニア（ＣＺ）、ガドリニウムガリウムガーネット（ＧＧＧ）、リン化ガリウム（ＧａＰ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、酸窒化ケイ素アルミニウム（ＳｉＡｌＯＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）、チタン酸ストロンチウム、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、スピネル、Ｓｈｏｔｔ  ｇｌａｓｓ  ＬａＦＮ２１、ＬａＳＦＮ３５、ＬａＦ２、ＬａＦ３、ＬａＦ１０、ＮＺＫ７、ＮＬＡＦ２１、ＬａＳＦＮ１８、ＳＦ５９、若しくはＬａＳＦ３、Ｏｈａｒａ  ｇｌａｓｓ  ＳＬＡＭ６０若しくはＳＬＡＨ５１由来の活性化されたか又は活性化されていない蛍光体粒子等、１つ又は複数の適用可能な発光材料又は光散乱材料で構成されてもよく、さらに、窒化物発光材料、ガーネット発光材料、オルトケイ酸発光材料、ＳｉＡｌＯＮ発光材料、アルミネート発光材料、酸窒化物発光材料、ハロゲン化物発光材料、オキシハロゲン化物発光材料、硫化物発光材料、及び／又はオキシ硫化物発光材料、並びに、硫化カドミウム、セレン化カドミウム、硫化亜鉛、セレン化亜鉛から選ばれるコア材料を含む発光量子ドットを含んでもよく、さらに、ＳｒＬｉＡｌ３Ｎ４：Ｅｕ（ＩＩ）（ストロンチウム−リチウム−アルミニウム窒化物：ユウロピウム（ＩＩ））クラス、又はそのいかなる組み合わせ：から選ばれてもよい。
【００１４】
発光粒子又は光散乱粒子のサイズは、発光システム又は同様のシステムにおける粒子の適用に依存し得る。サイズは、ナノメートルから１００μｍのＤ５０、又は１μｍから５０μｍのＤ５０、又は３μｍから３０μｍのＤ５０、又は５μｍから２５μｍのＤ５０、又は７μｍから２０μｍのＤ５０であってもよい。ここで、Ｄは粉末粒子の直径を表し、Ｄ５０は直径の累積５０％のポイント（又は５０％のパス粒径（ｐａｓｓ  ｐａｒｔｉｃｌｅ  ｓｉｚｅ））を意味し、さらに、平均粒径又は中位径とも呼ばれ得る。ナノサイズから５μｍの蛍光体粒子は、マイクロＬＥＤの画素のカバー度に適している可能性があるが、５から２５μｍの粒径が、ミリメートルの正方形領域又はそれ以上を有するより高性能のＬＥＤにより適している。
【００１５】
開示される特定事項の実施形態によると、複数の光散乱粒子は、コンポーネント上に堆積されてもよい。コンポーネントは、ダイヤモンド、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、単結晶窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、若しくは窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）、窒化アルミニウムインジウムガリウム（ＡｌＩｎＧａＮ）、光学ガラス、ハイインデックスガラス、サファイア、ダイヤモンド、炭化ケイ素、アルミナ、リン化ガリウム等のＩＩＩ−Ｖ族半導体、硫化亜鉛、セレン化亜鉛、及びテルル化亜鉛等のＩＩ−ＶＩ族半導体、ＩＶ族半導体及び化合物、金属酸化物、金属フッ化物、以下：アルミニウム、アンチモン、ヒ素、ビスマス、カルシウム、銅、ガリウム、ゲルマニウム、ランタン、鉛、ニオブ、りん、テルル、タリウム、チタン、タングステン、亜鉛又はジルコニウムのうちいずれかの酸化物、多結晶酸化アルミニウム（透明のアルミナ）、酸窒化アルミニウム（ＡｌＯＮ）、キュービックジルコニア（ＣＺ）、ガドリニウムガリウムガーネット（ＧＧＧ）、リン化ガリウム（ＧａＰ）、チタン酸ジルコン酸ランタン鉛（ＰＬＺＴ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、酸窒化ケイ素アルミニウム（ＳｉＡｌＯＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）、チタン酸ストロンチウム、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、スピネル、Ｓｈｏｔｔ  ｇｌａｓｓ  ＬａＦＮ２１、ＬａＳＦＮ３５、ＬａＦ２、ＬａＦ３、ＬａＦ１０、ＮＺＫ７、ＮＬＡＦ２１、ＬａＳＦＮ１８、ＳＦ５９、若しくはＬａＳＦ３、Ｏｈａｒａ  ｇｌａｓｓ  ＳＬＡＭ６０若しくはＳＬＡＨ５１、若しくはその組み合わせ、酸窒化アルミニウム（ＡｌＯＮ）、多結晶酸化アルミニウム（透明のアルミナ）、窒化アルミニウム、キュービックジルコニア、ダイヤモンド、窒化ガリウム、リン化ガリウム、サファイア、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素アルミニウム（ＳｉＡｌＯＮ）、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）、スピネル、硫化亜鉛、又は、テルル、鉛、タングステン、若しくは亜鉛の酸化物等、１つ又は複数の適用可能な材料で構成され得る。コンポーネントは、金属、基板、セラミック、半導体、発光素子、又は絶縁体等、いかなる適用可能なコンポーネントであってもよい。
【００１６】
粒子は、沈降、ＥＰＤ、刷り込み、又は揮発性媒体における分配等、任意の適用可能な技術を使用して堆積させることができる。
【００１７】
開示される特定事項の実施形態によると、無機被覆は、複数の光散乱粒子に適用され得る。被覆材料は、光散乱粒子又は基板を構成することができる同じ材料のリスト、又は、酸化アルミニウムＡｌ２Ｏ３、酸化ハフニウムＨｆＯ２、酸化タンタルＴａ２Ｏ５、酸化チタンＴｉＯ２、酸化ジルコニウムＺｒＯ２、又は別の透明の酸化物等、他の適用可能な材料から選択することができる。被覆は、単一層であってもよく、又は、同じ又は異なる材料の多層であってもよく、原子層堆積（ＡＬＤ）プロセスを介して等、気相から堆積によって粒子表面にて材料を堆積することによって適用されてもよい。原子層堆積は、粉末粒子上に様々な無機材料の薄いコンフォーマル被覆を堆積させるのに適した方法であり得る。例えば、ＡＬＤ被覆プロセスの間に粒子を流動化する方法を使用して、被覆の質の低下をもたらす粒子と粒子の凝集を防ぐことにより、被覆の質を改善することができる。
【００１８】
被覆は、酸化物、窒化物、炭化物、ヒ化物、リン化物、フッ化物、硫化物、セレン化物、テルル化物、金属、単一元素、又はテルルガラスであってもよい。被覆は、粒子又は基板について列挙された材料又は材料の組み合わせのいずれかであってもよい。無機被覆の厚さは、無機被覆によって結合される光散乱粒子のサイズによって少なくとも部分的に決定することができる。粒子が大きいほど、より厚い無機被覆を必要とし、従って、粒子が小さいほど、より薄い無機被覆をもたらし得る。実施形態によると、無機被覆は、約３オングストロームの１つの単一層と同じくらいの薄さから、ミクロンの１／１０である１０００オングストロームほどの厚さであってもよく、ミクロンの１／１０から１ミクロンであってもよく、又は１ミクロンから１０ミクロンであってもよい。
【００１９】
図１ａ〜１ｄにおいて示されているように、複数の光散乱粒子１３１は、複数の粒子上に堆積された無機被覆１３２によって共に結合されてもよい。ＣＶＤ、低圧ＣＶＤ、又はＡＬＤ等、被覆材料が深くまで浸透する大きな拡散距離を有する低圧又は低分圧堆積を使用して粒子を結合することができる。無機被覆は、独立した三次元膜において、又は、基板若しくはＬＥＤ等のコンポーネント上で、複数の粒子を共に結合する結合をもたらし得る。無機被覆はまた、三次元粒子膜を、基板又はＬＥＤ等のコンポーネントに結合させることができる。
【００２０】
図１ｂにおいて示されているように、三次元膜１２５を生成するために無機被覆１３２を介して共に結合された光散乱粒子１３１は、ＬＥＤ１６０上にあってもよい。ＬＥＤ１６０は、発光層又は領域１６１から光１７１ａ及び１７１ｂを発することができ、光は、三次元膜１２５を横断し、ＬＥＤ１６０と反対の表面から出る。独特の矢印を介して示されているように、ＬＥＤ１６０によって発せられる光の一部１７１ａは、光散乱粒子１３１によって吸収されてもよく、光の一部１７１ｂは、光散乱粒子によって吸収されることなく、三次元膜１２５を通過し得る。発光散乱粒子１３１によって吸収される光１７１ａは、発光粒子又は蛍光体によって異なる波長光に変換され得る。変換された光１７０ｃは、光１７０ｃが光１７１ｂと組み合わされて装置の発光を形成し、組み合わされた光が三次元膜１２５からの所望の光の放射となるように、三次元膜１２５を出ることができる。例えば、ＬＥＤによって発せられる青色光の一部を黄色に変換することができ、青色光と黄色光とを組み合わせることによって、光が白色に見えるようになる。赤色に変換するさらなる蛍光体を、より温かみのある白色（より低いＣＣＴ）及びより良い演色（より高いＲａ）のために添加してもよい。或いは、紫外線ＬＥＤを青色及び黄色の蛍光体と共に使用することができ、ここで紫外線は完全に吸収される。第３の赤色の蛍光体も、より温かみのある白色及びより良い演色のために添加することができる。アンバーＬＥＤ装置は、アンバー発光への完全波長変換のために青色又はＵＶ  ＬＥＤと共にアンバー蛍光体を使用することによって作製することができる。
【００２１】
実施態様によると、無機被覆の一部は、２つの粒子Ａ及びＢを両方被覆し、且つ、それらを共に結合するように、粒子Ａ及び粒子Ｂと接触することができる。或いは、開示される特定事項の実施形態によると、三次元膜の一部は、基板を含むコンポーネント上に置かれてもよく、膜の別の部分は独立していてもよい。膜のうち独立している部分は、光励起が一方の側から入り、発光がもう一方の側から逃げるのを可能にし得る。例えば、多数の領域が除去された基板、及び、隙間のできた領域にかかる膜の独立している部分の上に、画素のアレイが形成されてもよい。例示的な例では、図１ｃにおいて示されているように、基板１３５の一部を除去して、間隙１６５を作製することができる。三次元膜１２５は、基板１３５の残りの部分の上に置かれてもよい。光励起１８５は、基板の片側に位置する発光素子から三次元膜に向かって送ることができる。光励起１８５は、三次元膜１２５の結合粒子１３１によって少なくとも部分的に吸収されてもよく、光の放射１８０は、光励起１８５が三次元膜１２５に入った側とは反対の側から三次元膜１２５を出ることができる。基板は、例えば、銀又はアルミニウム等の金属等、熱伝導性で反射性のものであってもよく、又は、窒化ホウ素等の拡散反射材料であってもよい。或いは、基板は、熱分解グラファイト等の熱伝導性で吸収性の材料であってもよい。良好な熱伝導率を有する反射性又は吸収性の基板を有することは、高い光パワー密度を有するラスター走査レーザーシステムにおける画素間のクロストークを減らすのに有用であり得る。或いは、図１ｄにおいて示されているように、光散乱粒子／発光粒子は、１３５を有する基板１３６の凹部１３７に堆積することができ、任意的に、基板１３５の反対側の少なくとも一部分を除去して、放射を送るために三次元膜を曝露することができ、さもなければ、前者の場合、励起放射は同じ側に導入され得る。この場合、基板１３６又は１３５に取り付けられたスペーサ又は分離材料１３６の材料は反射性又は吸収性であってもよく、基板１３５又は基板１３５に取り付けられたスペーサ材料は、反射性又は吸収性であってもよい。材料１３６及び１３５は、その中に形成される凹部又は空洞１３７と同じであってもよく、例えば、１３５／１３６は、その中に凹部１３７がエッチングされたシリコンウェハであってもよい。或いは、１３６は、１３５上の同じ又は異なる材料のさらなる層であり得る。例えば、基板１３５は、窒化ホウ素であってもよく、スペーサ又は分離材料１３６は、基板１３５への配置の前又は後に形成される凹部又は空洞１３７を有する熱分解グラファイトの層である。
【００２２】
上記の実施形態において提供されたように、光散乱粒子は、無機被覆を介して結合されることに先立ちコンポーネント上に配置されてもよく、又は、無機被覆を介して結合され、次に、コンポーネント上に堆積されてもよいということが当業者によって理解されることになる。別の実施形態では、粒子は、最初に被覆され、次に、共に結合して凝集体となり得る。これは、後のＡＬＤ被覆で行うことができ、又は、本来の被覆が十分に低い軟化温度を有する場合、熱処理によって、被覆された粒子を共に結合させることができる。
【００２３】
三次元膜は、第１の波長の光を受けるように構成されてもよい。１つ又は複数の光散乱粒子／発光粒子によるこの励起光の吸収の結果として、受けた光の一部は、第２の波長を有する異なる光に変換され得る。三次元膜若しくは粒子、又はその両方の特性に応じて、光の放射は、第２の波長の光、又は、（例えば、本来の光が、三次元膜中の粒子によって吸収されず、膜を通過したか又は膜を介して反射された場合の）第１の波長と第２の波長との組み合わせである光を有してもよい。一例として、三次元膜は青色光を受けることができ、三次元膜は青色光の一部を変換して黄色光を発することができる。三次元膜を通る総合的な光の放射は、青色光と変換された黄色光との組み合わせであってもよく、結果として効果的な白色光を提供する。
【００２４】
被覆の熱膨張係数（ＣＴＥ）は、光散乱粒子の熱膨張係数とほぼ一致し得る。或いは又は加えて、被覆のＣＴＥは、本明細書において開示されているように、粒子が配置されるか、又は、共に無機被覆が使用されて三次元膜又は他のコンポーネントとの結合を形成するコンポーネントの熱膨張係数とほぼ一致していてもよい。
【００２５】
被覆の屈折率は、光散乱粒子又は発光粒子の屈折率とほぼ一致していてもよい。或いは又は加えて、被覆の屈折率は、本明細書において開示されているように、粒子が配置されるか、又は、共に無機被覆が使用されて三次元膜又は他のコンポーネントとの結合を形成する透明なコンポーネントの屈折率とほぼ一致していてもよい。或いは、被覆の屈折率は、光散乱粒子又は発光粒子の屈折率よりも低くてもよい。この場合、凝集体中の個々の粒子は、その散乱特性の一部を保持する。被覆の屈折率が粒子と一致する場合、個々の粒子の散乱が失われ、多孔性の三次元膜の散乱特性が顕著な散乱機構になる。ガーネット蛍光体及びニトリドシリケート蛍光体等、多数の粒子材料が使用される場合、被覆の屈折率はガーネットの屈折率と一致し得るが、ニトリドシリケート蛍光体は、そのより高い屈折率のために、依然として散乱し得る。例えば、アルミナ被覆は、約１．８のガーネット蛍光体（緑色又は黄色）にほぼ一致する屈折率を有することになるが、ニトリドシリケート蛍光体（赤色）の屈折率は約２．２である。
【００２６】
開示される特定事項の実施形態によると、スペーサ又は分離層が各画素を分離するように、多数の三次元膜が互いに隣接して配置されてもよい。分離層は、例えば、吸収層又は反射層であってもよく、低いクロストーク及び高い効率で高コントラストになるように構成されてもよい。吸収層は、シリコン又は熱分解グラファイト等、任意の適用可能な吸収材料で構成されてもよく、反射層は、スペキュラシルバー、拡散反射性窒化ホウ素、例えばＴｉＯ２を積載するシリコーン、エポキシ成形化合物、又は他の白色成形化合物等、任意の適用可能な反射材料であってもよい。一例として、図２において示されているように、多数の三次元膜２３０は、マトリクス又は画素化されたパターン２１０で配置されてもよい。反射層又は吸収層２２０は各膜を分離することができ、図１ｄの断面におけるスペーサ又は基板でもあり得る。反射層又は吸収層は、多数の三次元膜によって発せられた光を互いに分離して保ち、さらに、減ったクロストークで画素化されたパターンを視覚的に維持するのに役立ち得る。一実施形態によると、多数の発光素子は、分離層によって分離される多数の三次元膜の下に置かれてもよい。多数の素子は、個々にアドレス可能であってもよく、１つ又は複数の三次元膜を通る光の放射をより明確に制御することができるように活性化される場合、１つ又は複数の特定の画素膜に向かって光を発してもよい。一例として、オートモーティブヘッドライトが、画素パターン化されたグループの三次元膜の下に配置される多数のＬＥＤを有してもよく、これらは、分離材料によって互いに分離される。マトリクスは、カメラフラッシュに対して２、３、５、何十から何百の画素を有してもよい。マトリクスは、例えば、自動車のアダプティブ・フロントライティング・システム（ＡＦＳ）に対して１０００、５０００、又は１００００画素を有してもよく、さらに、ディスプレイに対してはこの数の何倍もの画素を有し得る。何百万もの画素がある用途に対して必要とされる場合、ラスター走査レーザーを使用することができる。ラスター走査は、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ベースのミラーを用いて、又は、音響光学リフレクタ又はデフレクタを用いて達成することができる。対向車両及び同じ方向に進む前の車両のドライバーが見えなくならない又は目がくらまないように、車両が高負荷をかけられ、丘を登る又は谷を降り、荒れた道路又は波打つ道路を横断し、カーブ及びターンのあたりでビームを操縦し、照明において穴を開ける投影パターンをもたらす場合に、ＡＦＳを、ヘッドランプのビームを平らにするために使用することができる。特許文献１及び２は、その全内容が参照により本明細書に援用される。例えば、三次元膜の左側の列及びその下のそれぞれのＬＥＤは、オフになるように初期化されてもよい。自動車のステアリングホイールを反時計回りに３０％以上回転させる信号を受信すると、三次元膜の左側の列の下のＬＥＤをオンに切り替えて、三次元膜の左側の列に向かって光を発することができる。三次元膜の左側の列は、発せられた光が、ステアリングホイールの回転のうち反時計回りの３０％の移動に到達する前にヘッドライトによって本来照射されていた現場よりもさらに左の現場を照射するように、光励起を受け、自動車のヘッドライトから光を発することができる。そのような構成を使用する利点は、ヘッドライトが、回転ベースの照射を提供するために可動コンポーネントを有する必要がないということである。ＡＦＳシステムは、上述のシンプルなシステムよりもはるかに複雑であり得、カメラ、光検出及び測距（ＬｉＤＡＲ）、画像プロセッサ、及びコントローラを利用し得る。赤外線（ＩＲ）ＬＥＤ又は垂直共振器面発光型レーザー（ＶＣＳＥＬｓ）は、センサ及び検出器に補足的な光及び情報を提供することができる。そのような画像検出及び処理のシステムは、道路トポロジを予測し、車両及び歩行者の交通を感じて、車両ドライバーに最適な照明を提供することができる。車両間の、インフラストラクチャへの、歩行者への、ターゲットへの、又はオブジェクトへの（Ｖ２Ｘ）通信を使用して、位置、速度、車両タイプ及び寸法等を、アダプティブ・フロント、リア、サイド・エクステリア・ライティング・システムに提供することができる。所望の熱伝導率を有するコンポーネント、例えば、ダイヤモンド、銅、銀、又はその組み合わせをヒートシンクとして使用することができる。本明細書において提供される例では、所望の熱伝導率を有する基板が、オートモーティブレーザーヘッドランプ又は他のアダプティブ・ライティング・システムのヒートシンクとして使用されてもよく、それは、蛍光体等の光散乱粒子／発光粒子が、レーザービームによる高いパワー密度で励起されて、ヒートシンクに対するニーズを生じさせ得るためである。パラボリックリフレクタ及びイメージングレンズ等の二次光学系（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  ｏｐｔｉｃｓ）が利用されてもよい。マトリクス又は画素化された光源が反射平面表面上に置かれてもよく、ハーフパラボリックリフレクタがその反射平面表面を覆い、イメージング又はプロジェクタレンズが反射された光の光路内にある。
【００２７】
開示される特定事項の実施形態によると、反射性被覆が、三次元膜の片側又は両側と接触していてもよく、又は、三次元膜の片側又は両側の光路内にあってもよい。一例として、反射性及び熱伝導性のミラーを、三次元膜と基板との間に配置することができる。図１ａにおいて示されているように、光１４０は、結合した蛍光体粒子１３１を含む三次元膜１２５に向かって発せられてもよい。光の少なくとも一部の波長は、三次元膜１２５内で変換されてもよく、光は、基板１３５の上部にわたって配置された反射層１１５に達してもよい。光は、反射層１１５から反射されて、入ってきたのと同じ側から三次元膜を出ることができる。同様に、波長選択フィルタ等のフィルタが、三次元膜の片側又は両側と接触していてもよく、又は、三次元膜の片側又は両側の光路内にあってもよい。一例として、三次元膜１２５の放射が出る面又は放射側のフィルタ（図示せず）は、青色光をより反射し、緑色、黄色及び赤色の光等のより長い波長の光をより透過し得る。所望の結果に基づき、このフィルタを使用して光にフィルタをかけることによって、波長変換効率を改善することができる。特許文献３の全体を参照により本明細書に援用する。反射性被覆及び／又はフィルタは、分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）、又は、絶縁誘電体等の異なる屈折率材料の交互層から作製されるダイクロイックであってもよい。反射性被覆及び／又はフィルタはまた、銀（Ａｇ）から少なくとも部分的に作製されたもの等の金属層を含んでもよく、さらに、ＴｉＷ又はＴｉＷＮｘの層等、さらなる金属酸化物又は絶縁誘電体を含み得る。例えばネオジムＮｄ被覆等のバンドパスフィルタが使用されてもよい。ＤＢＲ又はダイクロイックフィルタの一例は、Ｎｂ２Ｏ５、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、及びいかなる他の適した材料の交互層であってもよい。厚さは、一部の実施形態では少なくとも１０ｎｍ、一部の実施形態では５ミクロン以下の厚さ、一部の実施形態では少なくとも１ミクロンの厚さ、さらに、一部の実施形態では２ミクロン以下の厚さであり得る。層の総数は、一部の実施態様では少なくとも２層、一部の実施態様では５０層以下、一部の実施態様では少なくとも１０層、さらに、一部の実施態様では３０層以下であり得る。各層は、同じ厚さであってもよく、又は、異なる厚さの層が使用されてもよい。フィルタは、スパッタリング、プラズマ蒸着、化学蒸着、及び蒸着を含む任意の適した技術によって蒸着することができる。フィルタは、励起源と三次元コンバータ膜との間、これらの表面が異なる場合には三次元コンバータ膜の放射側、又は三次元コンバータ膜の片側若しくは両側にあってもよい。非常に高輝度（小さなエテンデュ）の用途では、三次元コンバータ膜の大きな上部及び／又は下部領域をポンピングし、他のポンピングしていない表面は、反射器及び放射を１つ又は複数のエッジから抽出させることができる。
【００２８】
開示される特定事項の実施形態によると、本明細書において記載される無機被覆は、コンポーネントを別のコンポーネントに結合させることができ、コンポーネントは、基板、ＬＥＤ、セラミック蛍光体、セラミック、金属、絶縁体、半導体、又は他の発光素子等であり得る。結合しているコンポーネントの片側又は両側の表面は、無機被覆の前駆体がコンポーネントの結合領域により容易にアクセスするのを可能にするように処理することができる。この処理は、無機被覆が結合することになる一方又は両方のコンポーネントの表面の粗面化であってもよい。或いは又は加えて、無機被覆が表面に侵入するのを可能にするために、一方又は両方のコンポーネントの表面に溝が加えられてもよい。一例として、セラミック蛍光体は、発光体若しくは別のセラミック蛍光体に、又は基板に結合させることができる。セラミック蛍光体の熱膨張係数（ＣＴＥ）及び／又は屈折率は、セラミック蛍光体に結合しているコンポーネントの熱膨張係数及び／又は屈折率とほぼ一致していてもよい。表面粗さ及び／又は溝は、ＡＬＤ被覆が侵入するのを可能にするように、結合されることになる表面のうち１つ又は複数の表面上に形成されてもよい。
【００２９】
図３において示されているように、基板３１０は、無機被覆３２０を介してセラミック蛍光体プレート３３０に結合されてもよい。共に結合されることになる２つの表面は、基板３１０に対応する表面３１５及びセラミック蛍光体プレート３３０に対応する表面３３５を粗面化することができるように処理されてもよい。粗面化表面は、ＡＬＤプロセスの間、無機被覆３２０がそれぞれの結合表面全体に侵入するのを可能にし得る。処理プロセスの後、無機被覆３２０は、ＡＬＤプロセス等の低圧堆積技術を介して２つの表面３１５及び３３５に適用されてもよい。次に、無機被覆は、２つの表面３１５及び３３５を共に結合させ、基板３１０が無機被覆を介してセラミック蛍光体プレート３３０に結合される構造が結果として生じる。
【００３０】
開示される特定事項の実施形態によると、セラミック蛍光体プレートは、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋で構成することができる。セラミック蛍光体プレートは、一般式（Ｃａ１−ｘ−ｙ−ｚＳｒｘＢａｙＭｇｚ）１−ｎ（Ａｌ１−ａ＋ｂＢａ）Ｓｉ１−ｂＮ３−ｂＯｂ：ＲＥｎ３のアンバーから赤色発光希土類金属活性化オキソニトリドアルモシリケートであってもよく、ここで、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、０≦ａ≦１、０≦ｂ≦１及び０．００２≦ｎ≦０．２であり、ＲＥはユウロピウム（ＩＩ）及びセリウム（ＩＩＩ）から選択することができる。セラミック蛍光体プレート中の蛍光体は、一般式ＥＡ２−ｚＳｉ５−ａＢａＮ８−ａＯａ：Ｌｎｚのオキシドニトリドシリケートであってもよく、ここで、０≦ｚ≦１及び０＜ａ＜５であり、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ及びＺｎを含む群から選択される少なくとも１つの元素ＥＡ、及び、Ａｌ、Ｇａ及びＩｎを含む群から選択される少なくとも１つの元素Ｂが含まれ、セリウム、ユウロピウム、テルビウム、プラセオジム及びその混合物を含む群から選択されるランタニド（Ｌｎ）によって活性化される。
【００３１】
セラミック蛍光体プレートはまた、黄色−緑色の範囲の光を発するＬｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋及びＹ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋等、一般式（Ｌｕ１−ｘ−ｙ−ａ−ｂＹｘＧｄｙ）３（Ａｌ１−ｚＧａｚ）５Ｏ１２：ＣｅａＰｒｂ、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１、０≦ｚ≦０．１、０＜ａ≦０．２及び０≦ｂ≦０．１；及び、赤色の範囲の光を発するＳｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋等、（Ｓｒ１−ｘ−ｙＢａｘＣａｙ）２−ｚＳｉ５−ａＡｌａＮ８−ａＯａ：Ｅｕｚ２＋、０≦ａ＜５、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、及び０≦ｚ≦１；を有するアルミニウムガーネット蛍光体であってもよい。ＳｒＳｉ２Ｎ２Ｏ２：Ｅｕ２＋を含む（Ｓｒ１−ａ−ｂＣａｂＢａｃ）ＳｉｘＮｙＯｚ：Ｅｕａ２＋；（ａ＝０．００２−０．２、ｂ＝０．０−０．２５、ｃ＝０．０−０．２５、ｘ＝１．５−２．５、ｙ＝１．５−２．５、ｚ＝１．５−２．５）；ＣａＳ：Ｅｕ２＋及びＳｒＳ：Ｅｕ２＋を含む、例えばＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋；Ｓｒ１−ｘＢａｘＳｉＯ４：Ｅｕ２＋；及び（Ｃａ１−ｖＳｒｘ）Ｓ：Ｅｕ２＋；等を含む（Ｓｒ１−ｕ−ｖ−ｘＭｇｕＣａｖＢａｘ）（Ｇａ２−ｙ−ｚＡｌｙＩｎｚＳ４）：Ｅｕ２＋、０≦ｘ≦１；を含む他の緑色、黄色及び赤色を発する蛍光体も適し得る。他の適した蛍光体は、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋、及び（Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｂａ，Ｚｎ）（Ａｌ，Ｂ，Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓｉ，Ｇｅ）Ｎ３：Ｅｕ２＋を含む。
【００３２】
セラミック蛍光体プレートはまた、一般式（Ｓｒ１−ａ−ｂＣａｂＢａｃＭｇｄＺｎｅ）ＳｉｘＮｙＯｚ：Ｅｕａ２＋を有してもよく、ここで、０．００２≦ａ≦０．２、０．０≦ｂ≦０．２５、０．０≦ｃ≦０．２５、０．０≦ｄ≦０．２５、０．０≦ｅ≦０．２５、１．５≦ｘ≦２．５、１．５≦ｙ≦２．５及び１．５≦ｚ≦２．５である。セラミック蛍光体プレートはまた、ＭｍＡａＢｂＯｏＮｎ：Ｚｚの一般式を有してもよく、ここで、要素Ｍは１つ又は複数の二価元素であり、要素Ａは１つ又は複数の三価元素であり、要素Ｂは１つ又は複数の四価元素であり、Ｏは、任意であり且つ蛍光体プレート内になくてもよい酸素であり、Ｎは窒素であり、要素Ｚは活性化剤であり、ｎ＝２／３ｍ＋ａ＋４／３ｂ−２／３ｏであり、ここで、ｍ、ａ、ｂは全て１であり得、ｏは０であり得、ｎは３であり得る。Ｍは、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｃａ（カルシウム）、Ｓｒ（ストロンチウム）、Ｂａ（バリウム）、及びＺｎ（亜鉛）から選択される１つ又は複数の元素であり、要素Ａは、Ｂ（ホウ素）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｉｎ（インジウム）、及びＧａ（ガリウム）から選択される１つ又は複数の元素であり、要素Ｂは、Ｓｉ（シリコン）及び／又はＧｅ（ゲルマニウム）であり、要素Ｚは、希土類又は遷移金属から選択される１つ又は複数の元素である。要素Ｚは、Ｅｕ（ユーロピウム）、Ｍｇ（マンガン）、Ｓｍ（サマリウム）及びＣｅ（セリウム）から選択される少なくとも１つ又は複数の元素である。要素ＡはＡｌ（アルミニウム）であり得、要素ＢはＳｉ（シリコン）であり得、要素ＺはＥｕ（ユーロピウム）であり得る。
【００３３】
セラミック蛍光体プレートはまた、式（Ｓｒ１−ａ−ｂＣａｂＢａｃ）ＳｉｘＮｙＯｘ：Ｅｕａを有するＥｕ２＋により活性化されるＳｒ−ＳｉＯＮであってもよく、ここで、ａ＝０．００２−０．２、ｂ＝０．０−０．２５、ｃ＝０．０−０．２５、ｘ＝１．５−２．５、ｙ＝１．５−２．５である。
【００３４】
セラミック蛍光体プレートはまた、化学的に改変されたＣｅ：Ｃｅをドープすることによって生成されるＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）蛍光体：プラセオジム（Ｐｒ）の三価イオンを有するＹＡＧ蛍光体：であってもよい。セラミック蛍光体プレートは、主要な蛍光材料及び補足的な蛍光材料を含んでもよい。主要な蛍光材料は、Ｃｅ：ＹＡＧ蛍光体であってもよく、補足的な蛍光材料は、ユウロピウム（Ｅｕ）により活性化される硫化ストロンチウム（ＳｒＳ）蛍光体（「Ｅｕ：ＳｒＳ」）であってもよい。主要な蛍光材料はまた、Ｃｅ：ＹＡＧ蛍光体又は任意の他の適した黄色を発する蛍光体：であってもよく、補足的な蛍光材料はまた、ユウロピウムで活性化される硫化カルシウム（ＣａＳ）及び硫化ストロンチウム（ＳｒＳ）の混合三元結晶材料（（ＣａｘＳｒ１＿ｘ）Ｓ：Ｅｕ２＋）であってもよい。主要な蛍光材料はまた、Ｃｅ：ＹＡＧ蛍光体又は任意の他の適した黄色を発する蛍光体：であってもよく、補足的な蛍光材料はまた、ユウロピウムでドープされるニトリドシリケートであってもよい。ニトリドシリケートの補足的な蛍光材料は、化学式（Ｓｒ１−ｘ−ｙ−ｚＢａｘＣａｙ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕｚ２＋（ここで、０≦ｘ、ｙ≦０．５、及び０≦ｚ≦０．１）を有し得る。
【００３５】
セラミック蛍光体プレートはまた、上述の蛍光体のいずれかの混合物を有してもよい。さらなる情報は、同一出願によるその全内容を参照により援用する特許文献４乃至１２において見つけることができる。
【００３６】
開示される特定事項の実施形態は、ヘッドライト及びテールライト等を含むオートモーティブライティングコンポーネント、フラッシュライティング、ＬＥＤ、及びプログラム可能なライティングシステム等、任意の適用可能な照明装置又はシステムに適用することができる。
【００３７】
開示される特定事項の実施形態によると、ＡＬＤプロセスは、粒子を被覆するために使用することができ、また、多数の粒子を共に結合するように構成された被覆を形成するために使用することもできる。以下の開示は、ゾル−ゲルプロセス等のハイブリッドプロセスと共にＡＬＤプロセスに関連しており、ゾル−ゲルプロセス等のハイブリッドプロセスの後にＡＬＤプロセスが続き、これは、本明細書において開示される実施形態によって組み込まれ得る。以下の開示は、一般に、個々の粒子を被覆することに関し得るけれども、当業者は、特許文献１３及び本明細書において記載されるように、プロセスの一部を、無機被覆を介して結合された三次元膜を生成する際に利用することができるということを理解するものとする。
【００３８】
ハイブリッド被覆を発光粒子に提供する方法が提供され、当該方法は：（ｉ）ゾル−ゲル被覆プロセスの適用によって発光粒子上に第１の被覆層（「第１の被覆」又は「ゾル−ゲル被覆」又は「ゾル−ゲル被覆層」）を提供し、その結果、被覆された発光粒子を提供するステップ；及び（ｉｉ）原子層堆積プロセスの適用によって被覆された発光粒子上に第２の被覆層（「第２の被覆」又は「ＡＬＤ被覆」、又は「ＡＬＤ被覆層」）を提供するステップ；を含み、特に、第２の被覆層が異なる化学組成を有する層を有する多層を含み、原子層堆積プロセスにおいて、金属酸化物前駆体が、特に、アルミニウム、ハフニウム、タンタル、ジルコニウム、チタン、及びシリコンから選ばれる金属の金属酸化物前駆体の群から選択される方法が提供される。金属酸化物前駆体は、トリメチルアルミニウム、テトラキス（ジメチルアミノ）ハフニウム、テトラキス（ジエチルアミノ）ハフニウム、テトラキス（メチルエチルアミノ）ハフニウム、塩化タンタル、ペンタキス（ジメチルアミノ）タンタル、（ｔ−ブチルアミノ）トリス（メチルエチルアミノ）タンタル、四塩化ジルコニウム、テトラキス（ジメチルアミノ）ジルコニウム、テトラメトキシチタン、テトラエトキシチタン、四塩化ケイ素、（３−アミノプロピル）トリエトキシシラン、テトラエトキシシランを含んでもよく、酸素源は、水及びオゾン（Ｏ３）から選ばれてもよい。多層中の層は、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、及び二酸化ケイ素を含んでもよく、好ましくは、五酸化タンタル及び酸化アルミニウムを含み得る。図５ａ、５ｂ及び５ｃにおいて示されているように、発光コア１０２は非酸化物を含み、中間酸化物層が、発光コア１０２と被覆層１３５との間に存在している。ゾル−ゲル被覆は、アルコール、アンモニア、水の混合物を撹拌し、金属発光粒子１００、及び、チタンアルコキシド、シリコンアルコキシド、及びアルミニウムアルコキシドから選ばれた金属アルコキシド前駆体を混合物に添加し、発光粒子１００上に被覆（Ａ）を形成し、混合物から回収し、発光粒子を熱処理することを含む。
【００３９】
ゾル−ゲル被覆に使用される前駆体は、式：Ｒ４−Ｓｉ（−Ｒ１）（−Ｒ３）（−Ｒ２）（Ｉ）から選ばれるシリコンアルコキシド前駆体であってもよい。シリコンアルコキシド前駆体は、好ましくは、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、テトラエトキシシラン、トリメトキシ（メチル）シラン、及びトリエトキシ（メチル）シランから選ばれる。Ｒ１−Ｒ３は、加水分解性アルコキシ部分であり；Ｒ４は、１−６Ｃ直鎖状アルキル部分、加水分解性アルコキシ部分、及びフェニル部分である。
【００４０】
実施形態によると、発光粒子／光散乱粒子は、発光コア、特に、少なくとも１００ｎｍ等、５〜５００ｎｍ、特に１０〜５００ｎｍ、さらにとりわけ５〜５００ｎｍ、特に１０〜５００ｎｍ、さらにとりわけ２０〜５００ｎｍ、特に５０〜３００ｎｍの範囲の第１の被覆層の厚さ（ｄ１）を有する第１の被覆層（「ゾル−ゲル被覆層」）、及び、特に、５〜２００ｎｍ等、５〜２５０ｎｍの範囲の第２の被覆層の厚さ（ｄ２）を有する第２の被覆層（「ＡＬＤ被覆層」）を含んでもよく、さらにとりわけ、第２の被覆層は、異なる化学組成を有する層を有する多層を含み、多層は、Ａｌ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｔｉ、及びＳｉのうち１つ又は複数の酸化物を含む１つ又は複数の層を含む。
【００４１】
そのような発光材料、すなわち、これらの（ハイブリッド被覆）粒子を含むそのような発光材料で、比較的安定した発光材料には、バージン（非被覆）発光材料に近いか又はそれと同一の量子効率が提供され、非常に高い水及び／又は（湿った）空気に対する安定性を有し、非被覆又は非ハイブリッド被覆の発光粒子よりも優れている。
【００４２】
第１の被覆層は、任意的に、多層を含んでもよい。しかし、第１の被覆層の多層は、ゾル−ゲル層であってもよい。従って、第１の層は、本明細書において、ゾル−ゲル層（従って、任意的にゾル−ゲル多層を含む）としても示されている。第１の被覆層は、特に、酸化ケイ素（特にＳｉＯ２）を含む。多層の一例は、ＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３が交互に存在する３つ以上の（ゾル−ゲル）層の積み重ね等、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３（ゾル−ゲル）多層を含み得る。
【００４３】
同様に、第２の被覆層は、任意的に、多層を含んでもよい。しかし、第２の被覆層の多層は、全てＡＬＤ層であってもよい。従って、第２の層は、ＡＬＤ層（従って、任意的にＡＬＤ多層を含む）として示される。
【００４４】
特に、第２の被覆層は多層を含み、以下も参照されたい。さらに、特に第２の被覆層は、中間層なしに、第１の被覆層上に提供される。任意的に、第２の被覆層上に、さらなる被覆層が提供されてもよい。第２の被覆層は、特に、１つ又は複数の酸化アルミニウム（特にＡｌ２Ｏ３）の被覆層を少なくとも含む。特に、第１の被覆層も第２の被覆層も、独立して金属酸化物を含むが、任意的に、水酸化物もこれらの層の１つ又は複数に含まれ得る。さらに、独立して、第１の被覆層及び第２の被覆層は、混合酸化物層を含んでもよい。さらに、被覆層は、当技術分野において知られているように、必ずしも完全に化学量論の酸化物である必要はない。
【００４５】
一般に、少なくとも１．２倍大きい等、少なくとも１．５倍大きいように、少なくとも２倍大きいように、又は、さらには少なくとも４倍又は少なくとも５倍大きい等、第１の被覆層の厚さは、第２の被覆層の厚さよりも大きくなる。特定の実施形態では、本発明の方法は、（ｉ）少なくとも５０ｎｍ等、特に２０〜５００ｎｍ、少なくとも１００ｎｍ等、とりわけ５０〜３００ｎｍの範囲の第１の被覆層の厚さ（ｄ１）を有する第１の被覆層を、上記のゾル−ゲル被覆プロセスを適用することによって発光粒子上に提供し、その結果、上記の被覆された発光粒子を提供すること；及び（ｉｉ）特に少なくとも１０ｎｍ等、５〜２００ｎｍ等、特に５〜２５０ｎｍ、１５〜７５ｎｍ等、とりわけ１０〜１００ｎｍ、さらにとりわけ１５〜５０ｎｍの範囲の第２の被覆層の厚さ（ｄ２）を有する第２の被覆層を、上記の原子層堆積プロセスを適用することによって、上記の被覆発光粒子上に提供すること；を含む。従って、上記のように、発光粒子は、一実施形態において、発光コアと、少なくとも１００ｎｍ等、特に５〜５００ｎｍ、特に１０〜５００ｎｍ、さらにとりわけ２０〜５００ｎｍ、とりわけ５０〜３００ｎｍの範囲の第１の被覆層の厚さ（ｄ１）を有する第１の被覆層と、特に５〜２５０ｎｍ、１５〜３５ｎｍの範囲等、とりわけ１５〜５０ｎｍの範囲の第２の被覆層の厚さ（ｄ２）を有する第２の被覆層とを含む。より厚い第１の層は、より薄い層よりも良好な結果を提供するようである。従って、特に第１の被覆層は、少なくとも約１００ｎｍ等、少なくとも５０ｎｍの第１の被覆層の厚さを有する。
【００４６】
関心のある発光粒子は、原則として、それぞれのタイプの発光粒子を含み得る。しかし、特に関心のあるものは、例えば、（オキシ）硫化物、（オキシ）窒化物等、空気又は水又は湿潤環境においてより不安定であり得るタイプの発光粒子である。従って、一実施形態において、発光粒子は、窒化物発光材料、酸窒化物発光材料、ハロゲン化物発光材料、オキシハロゲン化物発光材料、硫化物発光材料、及びオキシ硫化物発光材料のうち１つ又は複数を含む。加えて又は或いは、発光粒子は、セレン化物発光材料を含み得る。従って、「発光粒子」という用語は、異なるタイプの発光材料の粒子の組み合わせも指し得る。
【００４７】
特定の実施形態では、発光粒子は、以下の発光材料の方式の群：ＭＬｉＡｌ３Ｎ４：Ｅｕ（Ｍ＝Ｓｒ、Ｂａ、Ｃａ、Ｍｇ）、Ｍ２ＳｉＯ４：Ｅｕ（Ｍ＝Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ）、ＭＳｅ１−ｘＳｘ：Ｅｕ（Ｍ＝Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇ）、ＭＳｒ２Ｓ４：Ｅｕ（Ｍ＝Ｓｒ、Ｃａ）、Ｍ２ＳｉＦ６：Ｍｎ（Ｍ＝Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ）、ＭＳｉＡｌＮ３：Ｅｕ（Ｍ＝Ｃａ、Ｓｒ）、Ｍ８Ｍｇ（ＳｉＯ４）４Ｃｌ２：Ｅｕ（Ｍ＝Ｃａ、Ｓｒ）、Ｍ３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ（Ｍ＝Ｓｒ、Ｂａ、Ｃａ）、ＭＳｉ２Ｏ２Ｎ２：Ｅｕ（Ｍ＝Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ）、Ｍ２Ｓｉ５−ｘＡｌｘＯｘＮ８−ｘ：Ｅｕ（Ｍ＝Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ）から選択することができる。しかし、他の方式も、ハイブリッド被覆によって保護するための関心のあるものであり得る。例えば、赤色の発光材料と組み合わせた緑色又は黄色の発光材料等、２つ以上の異なる発光材料の粒子の組み合わせも適用することができる。
【００４８】
「Ｍ＝Ｓｒ、Ｂａ、Ｃａ、Ｍｇ」のような用語は、当技術分野において知られているように、Ｍが、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃａ、及びＭｇのうち１つ又は複数含むということを示す。例えば、ＭＳｉＡｌＮ３：Ｅｕ（Ｍ＝Ｃａ、Ｓｒ）を参照すると、これは、例としてＣａＳｉＡｌＮ３：Ｅｕ、又はＳｒＳｉＡｌＮ３：Ｅｕ、又はＣａｏ．８Ｓｒ０．２ＳｉＡｌＮ３：Ｅｕ等を指し得る。さらに、式「ＭＬｉＡｌ３Ｎ４：Ｅｕ（Ｍ＝Ｓｒ、Ｂａ、Ｃａ、Ｍｇ）」は、式「（Ｓｒ、Ｂａ、Ｃａ、Ｍｇ）ＬｉＡｌ３Ｎ４：Ｅｕ」と等しい。同様に、これは、他の本明細書において示されている無機発光材料の式に適用される。
【００４９】
さらなる特定の実施形態では、発光粒子は、以下の発光材料の方式の群：Ｍ１−ｘ−ｙ−ｚＺｚＡａＢｂＣｃＤｄＥｅＮ４−ｎＯｎ：ＥＳｘ、ＲＥｙであって、Ｍは、Ｃａ（カルシウム）、Ｓｒ（ストロンチウム）、及びＢａ（バリウム）を含む群から選択され；Ｚは、一価のＮａ（ナトリウム）、Ｋ（カリウム）、及びＲｂ（ルビジウム）を含む群から選択され；Ａは、二価のＭｇ（マグネシウム）、Ｍｎ（マンガン）、Ｚｎ（亜鉛）、及びＣｄ（カドミウム）を含む群から選択され（特に、Ａは、二価のＭｇ（マグネシウム）、Ｍｎ（マンガン）、及びＺｎ（亜鉛）を含む群から選択され、さらにとりわけ、二価のＭｇ（マグネシウム）、Ｍｎ（マンガン）を含む群から選択され）；Ｂは、三価のＢ（ホウ素）、Ａｌ（アルミニウム）、及びＧａ（ガリウム）を含む群から選択され；Ｃは、四価のＳｉ（シリコン）、Ｇｅ（ゲルマニウム）、Ｔｉ（チタン）、及びＨｆ（ハフニウム）を含む群から選択され；Ｄは、一価のＬｉ（リチウム）及びＣｕ（銅）を含む群から選択され；Ｅは、Ｐ（元素のリン）、Ｖ（バナジウム）、Ｎｂ（ニオブ）、及びＴａ（タンタル）を含む群から選択され；ＥＳは、二価のＥｕ（ユウロピウム）、Ｓｍ（サマリウム）、及びイッテルビウムを含む群から選択され、特に、二価のＥｕ及びＳｍを含む群から選択され；ＲＥは、三価のＣｅ（セリウム）、Ｐｒ（プラセオジム）、Ｎｄ（ネオジム）、Ｓｍ（サマリウム）、Ｅｕ（ユウロピウム）、Ｇｄ（ガドリニウム）、Ｔｂ（テルビウム）、Ｄｙ（ジスプロシウム）、Ｈｏ（ホルミウム）、Ｅｒ（エルビウム）、及びＴｍ（ツリウム）を含む群から選択され；０≦ｘ≦０．２；０≦ｙ≦０．２；０＜ｘ＋ｙ≦０．４；０≦ｚ＜１；０≦ｎ≦０．５；０≦ａ≦４（２≦ａ≦３等）；０≦ｂ≦４；０≦ｃ≦４；０≦ｄ≦４；０≦ｅ≦４；ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝４；及び２ａ＋３ｂ＋４ｃ＋ｄ＋５ｅ＝１０−ｙ−ｎ＋ｚであり、特に、ｚ≦０．５等、ｚ≦０．９であり、さらに、特に、ｘ＋ｙ＋ｚ≦０．２である発光材料の方式の群から選択することができる。
【００５０】
式ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝４；及び２ａ＋３ｂ＋４ｃ＋ｄ＋５ｅ＝１０−ｙ−ｎ＋ｚは、それぞれ、格子中のＺ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、及びＥのカチオン、並びに、Ｏ及びＮのアニオンを特に決定し、その結果、方式の電荷的中性を（も）定める。例えば、電荷補償は、式２ａ＋３ｂ＋４ｃ＋ｄ＋５ｅ＝１０−ｙ−ｎ＋ｚによってカバーされる。これは、例えば、Ｏ含有量を減らすことによって電荷補償をカバーする、又は、ＣカチオンをＢカチオンにより、又は、ＢカチオンをＡカチオンにより置換することによって電荷補償をカバーする。例えば：ｘ＝０．０１、ｙ＝０．０２、ｎ＝０、ａ＝３；次に、６＋３ｂ＋４ｃ＝１０−０．０２であり；ａ＋ｂ＋ｃ＝４：ｂ＝０．０２、ｃ＝０．９８である。
【００５１】
当業者には明らかなように、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｎ、ｘ、ｙ、ｚは常にゼロ以上である。ａが、式ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝４；及び２ａ＋３ｂ＋４ｃ＋ｄ＋５ｅ＝１０−ｙ−ｎ＋ｚと組み合わせて定義される場合、原則として、ｂ、ｃ、ｄ、及びｅは、もはや定義される必要はない。しかし、完全を期すために、本明細書において０≦ｂ≦４；０≦ｃ≦４；０≦ｄ≦４；０≦ｅ≦４も定義される。
【００５２】
ＳｒＭｇ２Ｇａ２Ｎ４：Ｅｕのような方式を仮定する。ここでは、ａ＝２、ｂ＝２、ｃ＝ｄ＝ｅ＝ｙ＝ｚ＝ｎ＝０である。そのような方式では、２＋２＋０＋０＋０＝４及び２×２＋３×２＋０＋０＋０＝１０−０−０＋０＝１０である。従って、どちらの式も従われる。０．５Ｏが導入されると仮定する。０．５Ｏを有する方式を、例えば、０．５Ｇａ−Ｎが０．５Ｍｇ−Ｏによって置き換えられる（電荷中性置換である）場合に得ることができる。これによって、ＳｒＭｇ２．５Ｇａ１．５Ｎ３．５Ｏ０．５：Ｅｕが結果として生じる。ここで、そのような方式では、２．５＋１．５＋０＋０＋０＝４及び２×２．５＋３×１．５＋０＋０＋０＝１０−０−０．５＋０＝９．５である。従って、ここでもどちらの式も従われる。
【００５３】
上記のように、有利な実施形態では、ｄ＞０及び／又はｚ＞０であり、特に少なくともｄ＞０である。特に、蛍光体は、少なくともリチウムを含む。
【００５４】
さらに別の実施形態では、２≦ａ≦３であり、特にｄ＝０、ｅ＝０、及びｚ＝０でもある。このような場合、蛍光体は、数ある中でも、ａ＋ｂ＋ｃ＝４；及び２ａ＋３ｂ＋４ｃ＝１０−ｙ−ｎによって特徴付けられる。
【００５５】
上述の実施形態と組み合わせることができるさらなる特定の実施形態では、ｅ＝０である。上述の実施形態と組み合わせることができるさらに別の特定の実施形態では、ＭはＣａ及び／又はＳｒである。
【００５６】
従って、特定の実施形態では、蛍光体は、式Ｍ（Ｃａ及び／又はＳｒ）１−ｘ−ｙＭｇａＡｌｂＳｉｃＮ４−ｎＯｎ：ＥＳｘ、ＲＥｙ（Ｉ）を有し、ＥＳは、二価のＥｕ（ユウロピウム）又はＳｍ（サマリウム）又はＹｂ（イッテルビウム）を含む群から選択され；ＲＥは、三価のＣｅ（セリウム）、Ｐｒ（プラセオジム）、Ｎｄ（ネオジム）、Ｓｍ（サマリウム）、Ｅｕ（ユウロピウム）、Ｇｄ（ガドリニウム）、Ｔｂ（テルビウム）、Ｄｙ（ジスプロシウム）、Ｈｏ（ホルミウム）、Ｅｒ（エルビウム）、及びＴｍ（ツリウム）を含む群から選択され；ここで、ｙ／ｘ＜０．１、特に＜０．０１であり、ｎ≦０．１、特に＜０．０１、とりわけ＜０．００１、さらにとりわけ＜０．０００１である。従って、この実施形態では、実質的にサマリウム及び／又はユウロピウム含有蛍光体が記載される。例えば、二価のＥｕが存在する場合、ｘ＝０．０５であり、例えばＰｒに対するｙ１は０．００１であり得、Ｔｂに対するｙ２は０．００１であり得、ｙ＝ｙ１＋ｙ２＝０．００２となる。このような場合、ｙ／ｘ＝０．０４である。さらにとりわけ、ｙ＝０である。しかし、他の箇所で示されているように、Ｅｕ及びＣｅが適用される場合、ｙ／ｘの比は０．１より大きくあってもよい。
【００５７】
０＜ｘ＋ｙ≦０．４という条件は、Ｍが、合計４０％までのＥＳ及び／又はＲＥと置換され得るということを示す。ｘ及びｙが０から０．２であるという条件と組み合わされた「０＜ｘ＋ｙ≦０．４」という条件は、ＥＳとＲＥの少なくとも１つが存在するということを示す。必ずしもどちらのタイプも存在するというわけではない。上述のように、ＥＳもＲＥも、それぞれ個々に、ＥＳがＳｍ及びＥｕのうち１つ又は複数を指す、及び、ＲＥがＣｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、及びＴｍのうち１つ又は複数を指す等、１つ又は複数の亜種を指し得る。
【００５８】
特に、ユウロピウムが二価の発光種又はドーパント（すなわち、Ｅｕ２＋）として適用される場合、サマリウムとユウロピウムとのモル比（Ｓｍ／Ｅｕ）は、＜０．１、特に＜０．０１、特に＜０．００１である。イッテルビウムと組み合わされたユウロピウムが適用される場合も同様である。ユウロピウムが二価の発光種又はドーパントとして適用される場合、イッテルビウムとユウロピウムとのモル比（Ｙｂ／Ｅｕ）は、＜０．１、特に＜０．０１、特に＜０．００１である。３つ全てが共に適用されると、同じモル比が適用される可能性があり、すなわち（（Ｓｍ＋Ｙｂ）／Ｅｕ）は、＜０．１、特に＜０．０１、特に＜０．００１である。
【００５９】
特に、ｘは、０．００２〜０．２のように、０．００５〜０．１、特に０．００５〜０．０８等、０．００１〜０．２の範囲内にある（すなわち、０．００１≦ｘ≦０．２である）。特に、本明細書において記載される方式において二価のユウロピウムの場合、分子百分率は、０．５〜２％のような０．２〜５％等、０．１〜５％（０．００１≦ｘ≦０．０５）の範囲内にあってもよい。他の発光イオンに対しては、ｘは、複数の実施形態において、１％以上（ｘは０．０１以上）であり得る（が、必ずしもそうではない）。
【００６０】
特定の実施形態では、蛍光体は、（Ｓｒ、Ｃａ）Ｍｇ３Ｓｉ４：Ｅｕ、（Ｓｒ、Ｃａ）Ｍｇ２Ａｌ２Ｎ４：Ｅｕ、（Ｓｒ、Ｃａ）ＬｉＡｌ３Ｎ４：Ｅｕ、及び（Ｓｒ、Ｃａ）ＬｉｄＭｇａＡｌｂＮ４：Ｅｕを含む群から選択され、ａ、ｂ、ｄは上記の通りである。
【００６１】
本明細書においても示されているように、「（Ｓｒ、Ｃａ）」という表記及び他の元素を用いた類似の表記は、Ｍの位置が、Ｓｒ及び／又はＣａのカチオン（又はそれぞれ他の元素）で占められているということを示している。
【００６２】
さらなる特定の実施形態では、蛍光体は、Ｂａ．９５Ｓｒ．０５Ｍｇ２Ｇａ２Ｎ４：Ｅｕ、ＢａＭｇ２Ｇａ２Ｎ４：Ｅｕ、ＳｒＭｇ３ＳｉＮ４：Ｅｕ、ＳｒＭｇ２Ａｌ２Ｎ４：Ｅｕ、ＳｒＭｇ２Ｇａ２Ｎ４：Ｅｕ、ＢａＭｇ３ＳｉＮ４：Ｅｕ、ＣａＬｉＡｌ３Ｎ４：Ｅｕ、ＳｒＬｉＡｌ３Ｎ４：Ｅｕ、ＣａＬｉ０．５ＭｇＡｌ２．５Ｎ４：Ｅｕ、及びＳｒＬｉ０．５ＭｇＡｌ２．５Ｎ４：Ｅｕを含む群から選択される。そのような蛍光体に対するさらなる（非限定的な）例は、例えば、（Ｓｒ０．８Ｃａ０．２）０．９９５ＬｉＡｌ２．９１Ｍｇ０．０９Ｎ３．９１Ｏ０．０９：Ｅｕ０．００５；（Ｓｒ０．９Ｃａ０．１）０．９０５Ｎａ０．０９ＬｉＡｌ３Ｎ３．９１Ｏ０．０９：Ｅｕ０．００５；（Ｓｒ０．８Ｃａ０．０３Ｂａ０．１７）０．９８９ＬｉＡｌ２．９９Ｍｇ０．０１Ｎ４Ｃｅ０．０１：Ｅｕ０．００１；Ｃａ０．９９５ＬｉＡｌ２．９９５Ｍｇ０．００５Ｎ３．９９５Ｏ０．００５：Ｙｂ０．００５（ＹＢ（ＩＩ））；Ｎａ０．９９５ＭｇＡｌ３Ｎ４：Ｅｕ０．００５；Ｎａ０．８９５Ｃａ０．１Ｍｇ０．９Ｌｉ０．１Ａｌ３Ｎ４：Ｅｕ０．００５；Ｓｒ０．９９ＬｉＭｇＡｌＳｉＮ４：Ｅｕ０．０１；Ｃａ０．９９５ＬｉＡｌ２．９５５Ｍｇ０．０４５Ｎ３．９６Ｏ０．０４：Ｃｅ０．００５；（Ｓｒ０．９Ｃａ０．１）０．９９８Ａｌ１．９９Ｍｇ２．０１Ｎ３．９９Ｏ０．０１：Ｅｕ０．００２；（Ｓｒ０．９Ｂａ０．１）０．９９８Ａｌ１．９９Ｍｇ２．０１Ｎ３．９９Ｏ０．０１：Ｅｕ０．００２である。
【００６３】
さらなる特定の実施形態では、蛍光体は、（Ｓｒ、Ｃａ）Ｍｇ３ＳｉＮ４：Ｅｕ及び（Ｓｒ、Ｃａ）Ｍｇ２Ａｌ２Ｎ４：Ｅｕを含む群から選択される。さらに別の特定の実施形態では、蛍光体は、Ｂａ０．９５Ｓｒ０．０５Ｍｇ２Ｇａ２Ｎ４：Ｅｕ、ＢａＭｇ２Ｇａ２Ｎ４：Ｅｕ、ＳｒＭｇ３ＳｉＮ４：Ｅｕ、ＳｒＭｇ２Ａｌ２Ｎ４：Ｅｕ、ＳｒＭｇ２Ｇａ２Ｎ４：Ｅｕ、及びＢａＭｇ３ＳｉＮ４：Ｅｕを含む群から選択される。特に、これらの蛍光体、さらにとりわけ、（Ｓｒ、Ｃａ）Ｍｇ３ＳｉＮ４：Ｅｕ及び（Ｓｒ、Ｃａ）Ｍｇ２Ａｌ２Ｎ４：Ｅｕは、数ある中でもスペクトル位置及び発光の分布の点から、優れた発光特性を有する蛍光体であり得る。
【００６４】
特に関心のあるものは、０≦ｘ≦０．２、ｙ／ｘ＜０．１に従う蛍光体であり、Ｍが、少なくともＳｒを含み、ｚ≦０．１、ａ≦０．４、２．５≦ｂ≦３．５であり、Ｂが、少なくともＡｌを含み、ｃ≦０．４、０．５≦ｄ≦１．５であり、Ｄが、少なくともＬｉを含み、ｅ≦０．４、ｎ≦０．１であり、ＥＳが、少なくともＥｕを含む。特にｙ＋ｚ≦０．１である。さらに、特に、ｘ＋ｙ＋ｚ≦０．２である。さらに、特にａは０又はゼロに近い。さらに、特にｂは約３である。さらに、特にｃは０又はゼロに近い。さらに、特にｄは約１である。さらに、特にｅは０又はゼロに近い。さらに、特にｎは０又はゼロに近い。さらに、特にｙは０又はゼロに近い。特に優れた方式は、量子効率及び加水分解安定性の点から、ｚ＋ｄ＞０を有するものであり、すなわち、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｌｉ及びＣｕ（Ｉ）のうち１つ又は複数が利用可能であり、特に、例えば（Ｓｒ、Ｃａ）ＬｉＡｌ３Ｎ４：Ｅｕ及び（Ｓｒ、Ｃａ）ＬｉｄＭｇａＡｌｂＮ４：Ｅｕ等、少なくともＬｉが利用可能であり、ａ、ｂ、ｄは上記の通りである。さらなる特定の実施形態では、蛍光体は、ＣａＬｉＡｌ３Ｎ４：Ｅｕ、ＳｒＬｉＡｌ３Ｎ４：Ｅｕ、ＣａＬｉ０．５ＭｇＡｌ２．５Ｎ４：Ｅｕ、及びＳｒＬｉ０．５ＭｇＡｌ２．５Ｎ４：Ｅｕを含む群から選択される。さらなる特に関心のある蛍光体は、（Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ）（Ｌｉ、Ｃｕ）（Ａｌ、Ｂ、Ｇａ）３Ｎ４：Ｅｕであり、これは、Ｍイオンとして少なくともＳｒ、Ｂイオンとして少なくともＡｌ、及びＤイオンとして少なくともＬｉを含む。
【００６５】
従って、特定の実施形態では、発光粒子は、ＳｒＬｉＡｌ３Ｎ４：Ｅｕ２＋のクラスから選択される発光材料を含む。本明細書において「クラス」という用語は、特に、１つ又は複数の同じ結晶学的構造を有する材料の群を指す。さらに、「クラス」という用語は、カチオン及び／又はアニオンの部分置換も含み得る。例えば、上記のクラスの一部において、Ａｌ−Ｏは、Ｓｉ−Ｎで部分的に置き換えられ得る（又はその逆であり得る）。ＳｒＬｉＡｌ３Ｎ４：Ｅｕ２＋のクラスの例は上記の通りである。しかし、他の発光材料も、従って、可能であり得る。
【００６６】
そのような発光粒子は、０．５〜４０μｍの範囲等、特に０．５〜２０μｍの範囲等、０．１〜５０μｍの範囲から選択される数平均粒子サイズを有してもよい。従って、発光コアは、最大約５０μｍのように、最大約１００μｍ等、最大約５００μｍ等の大きさを有し得る。特に、より大きな粒子サイズでは、実質的に個々の粒子のみが被覆されてもよく、従って、５０μｍ以下ほどの発光コアの大きさをもたらす。従って、本発明は、粒子の被覆に向けられる。発光コアの大きさは、ナノ粒子又は量子ドットが粒子状の発光材料に対する基礎として使用される場合に、実質的により小さくてもよい。そのような場合、コアは、約１μｍよりも小さくてもよく又は実質的に小さくてもよい（ＱＤの大きさについては以下も参照されたい）。或いは又は加えて、発光粒子は、発光量子ドットを含む。「量子ドット」又は「発光量子ドット」という用語は、複数の実施形態において、異なるタイプの量子ドット、すなわち異なるスペクトル特性を有する量子ドットの組み合わせも指し得る。ＱＤは、本明細書において、「波長変換ナノ粒子」又は「発光ナノ粒子」としても示されている。「量子ドット」という用語は、特に、ＵＶ、可視及びＩＲ（ＵＶ放射等の適した放射による励起時）のうちの１つ又は複数において冷光を発する量子ドットを指す。波長変換ナノ粒子として本明細書において示されている量子ドット又は発光ナノ粒子は、例えば、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＣｄＳｅＳ、ＣｄＳｅＴｅ、ＣｄＳＴｅ、ＺｎＳｅＳ、ＺｎＳｅＴｅ、ＺｎＳＴｅ、ＨｇＳｅＳ、ＨｇＳｅＴｅ、ＨｇＳＴｅ、ＣｄＺｎＳ、ＣｄＺｎＳｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＣｄＨｇＳ、ＣｄＨｇＳｅ、ＣｄＨｇＴｅ、ＨｇＺｎＳ、ＨｇＺｎＳｅ、ＨｇＺｎＴｅ、ＣｄＺｎＳｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＴｅ、ＣｄＺｎＳＴｅ、ＣｄＨｇＳｅＳ、ＣｄＨｇＳｅＴｅ、ＣｄＨｇＳＴｅ、ＨｇＺｎＳｅＳ、ＨｇＺｎＳｅＴｅ、及びＨｇＺｎＳＴｅ（を含む群から選択されるコアを有するコア−シェル量子ドット）を含む群から選択されるＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の量子ドットを含み得る。別の実施形態では、発光ナノ粒子は、例えば、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＧａＰ、ＩｎＡｓ、ＧａＮＰ、ＧａＮＡｓ、ＧａＰＡｓ、ＡｌＮＰ、ＡｌＮＡｓ、ＡｌＰＡｓ、ＩｎＮＰ、ＩｎＮＡｓ、ＩｎＰＡｓ、ＧａＡｌＮＰ、ＧａＡｌＮＡｓ、ＧａＡｌＰＡｓ、ＧａＩｎＮＰ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＰＡｓ、ＩｎＡｌＮＰ、ＩｎＡｌＮＡｓ、及びＩｎＡｌＰＡｓ（を含む群から選択されるコアを有するコア−シェル量子ドット）を含む群から選択されるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の量子ドットであってもよい。別のさらなる実施形態では、発光ナノ粒子は、例えば、ＣｕＩｎＳ２、ＣｕＩｎＳｅ２、ＣｕＧａＳ２、ＣｕＧａＳｅ２、ＡｇＩｎＳ２、ＡｇＩｎＳｅ２、ＡｇＧａＳ２、及びＡｇＧａＳｅ２（を含む群から選択されるコアを有するコア−シェル量子ドット）を含む群から選択されるＩ−ＩＩＩ−ＶＩ２族カルコパイライト型半導体の量子ドットであってもよい。別のさらなる実施形態では、発光ナノ粒子は、例えば、ＬｉＡｓＳｅ２、ＮａＡｓＳｅ２、及びＫ��ｓＳｅ２（を含む群から選択されるコアを有するコア−シェル量子ドット）を含む群から選択されるもの等、Ｉ−Ｖ−ＶＩ２族半導体の量子ドット（を含む群から選択されるコアを有するコア−シェル量子ドット）であってもよい。別のさらなる実施形態では、発光ナノ粒子は、例えば、ＳｂＴｅ等のＩＶ−ＶＩ族化合物半導体のナノ結晶を含む群から選択されるコアを有するコア−シェル量子ドットであってもよい。特定の実施形態では、発光ナノ粒子は、ＩｎＰ、ＣｕＩｎＳ２、ＣｕＩｎＳｅ２、ＣｄＴｅ、ＣｄＳｅ、ＣｄＳｅＴｅ、ＡｇＩｎＳ２、及びＡｇＩｎＳｅ２（を含む群から選択されるコアを有するコア−シェル量子ドット）を含む群から選択される。別のさらなる実施形態では、発光ナノ粒子は、例えば、ＺｎＳｅ：Ｍｎ、ＺｎＳ：Ｍｎ等の内側のドーパントを有する、上述の材料から選択されるＩＩ−ＶＩ、ＩＩＩ−Ｖ、Ｉ−ＩＩＩ−Ｖ、及びＩＶ−ＶＩ族化合物半導体のナノ結晶（を含む群から選択されるコアを有するコア−シェル量子ドット）の群のうちの１つであってもよい。ドーパントの元素は、Ｍｎ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｅｕ、Ｓ、Ｐ、Ｃｕ、Ｃｅ、Ｔｂ、Ａｕ、Ｐｂ、Ｔｂ、Ｓｂ、Ｓｎ、及びＴｌから選択することができる。本明細書においては、発光ナノ粒子ベースの発光材料は、ＣｄＳｅ及びＺｎＳｅ：Ｍｎ等、異なるタイプのＱＤも含み得る。
【００６７】
ＩＩ−ＶＩ族量子ドットを使用することは特に有利であると思われる。従って、一実施形態では、半導体ベースの発光量子ドットは、特に、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＣｄＳｅＳ、ＣｄＳｅＴｅ、ＣｄＳＴｅ、ＺｎＳｅＳ、ＺｎＳｅＴｅ、ＺｎＳＴｅ、ＨｇＳｅＳ、ＨｇＳｅＴｅ、ＨｇＳＴｅ、ＣｄＺｎＳ、ＣｄＺｎＳｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＣｄＨｇＳ、ＣｄＨｇＳｅ、ＣｄＨｇＴｅ、ＨｇＺｎＳ、ＨｇＺｎＳｅ、ＨｇＺｎＴｅ、ＣｄＺｎＳｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＴｅ、ＣｄＺｎＳＴｅ、ＣｄＨｇＳｅＳ、ＣｄＨｇＳｅＴｅ、ＣｄＨｇＳＴｅ、ＨｇＺｎＳｅＳ、ＨｇＺｎＳｅＴｅ、及びＨｇＺｎＳＴｅ（を含む群から選択されるコアを有するコア−シェル量子ドット）を含む群から選択される、さらにとりわけ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＳｅ／Ｃｄｓ、及びＣｄＳｅ／Ｃｄｓ／Ｚｎｓを含む群から選択されるＩＩ−ＶＩ族量子ドットを含む。
【００６８】
一実施形態において、波長変換ナノ粒子は、約１から約１０００ナノメートル（ｎｍ）の範囲、好ましくは約１から約１００ｎｍの範囲の平均粒子サイズを有する。一実施形態において、ナノ粒子は、約１から約２０ｎｍの範囲の平均粒子サイズを有する。一実施形態において、ナノ粒子は、約１から約１０ｎｍの範囲の平均粒子サイズを有する。発光ナノ粒子（被覆なし）は、２〜２０ｎｍ、特に２〜１０ｎｍ、さらにとりわけ２〜５ｎｍ等、約２から５０ｎｍの範囲の大きさを有してもよく；特に、少なくとも９０％のナノ粒子は、それぞれ、示された範囲の大きさを有する（すなわち、例えば、少なくとも９０％のナノ粒子は、２〜５０ｎｍの範囲の大きさを有するか、又は、特に、少なくとも９０％のナノ粒子は、２〜５ｎｍの範囲の大きさを有する）。「大きさ」という用語は、特に、ナノ粒子の形状に依存して、長さ、幅、及び直径のうち１つ又は複数に関する。典型的なドットは、セレン化カドミウム、硫化カドミウム、ヒ化インジウム、及びリン化インジウム等の二元合金で作製される。しかし、ドットは、硫セレン化カドミウム等の三元合金から作製することもできる。これらの量子ドットは、量子ドット体積内にわずか１００から１００，０００の原子を含有することができ、１０から５０の原子の直径である。これは、約２から１０ナノメートルに相当する。例えば、約３ｎｍの直径を有するＣｄＳｅ、ＩｎＰ、又はＣｕＩｎＳｅ２等の球状の粒子が提供されてもよい。発光ナノ粒子（被覆なし）は、一次元において１０ｎｍ未満のサイズを有する球、立方体、ロッド、ワイヤ、ディスク、マルチポッド等の形状を有してもよい。例えば、２０ｎｍの長さ及び４ｎｍの直径を有するＣｄＳｅのナノロッドを提供することができる。従って、一実施形態では、半導体ベースの発光量子ドットは、コア−シェル量子ドットを含む。さらに別の実施形態では、半導体ベースの発光量子ドットは、ドットインロッド（ｄｏｔｓ−ｉｎ−ｒｏｄｓ）のナノ粒子を含む。異なるタイプの粒子の組み合わせも適用することができる。ここで、「異なるタイプ」という用語は、異なる幾何学的形状、並びに、異なるタイプの半導体発光材料に関し得る。従って、（上述した）量子ドット又は発光ナノ粒子のうち２つ以上の組み合わせも適用することができる。
【００６９】
一実施形態では、ナノ粒子は、第１の半導体材料を含むコアと、第２の半導体材料を含むシェルとを含む半導体ナノ結晶を含んでもよく、シェルは、コアの表面の少なくとも一部にわたって配置される。コア及びシェルを含む半導体ナノ結晶は、「コア／シェル」半導体ナノ結晶とも呼ばれる。上述の材料のいずれも、特にコアとして使用することができる。従って、「を含む群から選択されるコアを有するコア−シェル量子ドット」という言い回しが、上記の量子ドット材料のリストの一部において適用される。「コア−シェル」という用語は、勾配合金シェル又はドットインロッド等を含む「コア−シェル−シェル」等も指し得る。
【００７０】
例えば、半導体ナノ結晶は、式ＭＸを有するコアを含んでもよく、ここで、Ｍは、カドミウム、亜鉛、マグネシウム、水銀、アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム、又はその混合物であり得、Ｘは、酸素、硫黄、セレン、テルル、窒素、リン、ヒ素、アンチモン、又はその混合物であり得る。半導体ナノ結晶のコアとしての使用に適した材料の例として、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＯ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＭｇＳ、ＭｇＳｅ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＳｅ、ＧａＳｂ、ＨｇＯ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＩｎＡｓ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＧａＰ、ＩｎＳｂ、ＡｌＡｓ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＳｂ、ＴｌＮ、ＴｌＰ、ＴｌＡｓ、ＴｌＳｂ、ＰｂＯ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、Ｇｅ、Ｓｉ、三元及び四元の混合物又は合金を含む、上述の材料のうちいずれかを含む合金、及び／又は、上述の材料のうちいずれかを含む混合物が挙げられるが、これらに限定されない。
【００７１】
シェルは、コアの組成と同じか又は異なる組成を有する半導体材料であり得る。シェルは、コアの表面上の半導体材料のオーバーコートを含み、半導体ナノ結晶は、ＩＶ族元素、ＩＩ−ＶＩ族化合物、ＩＩ−Ｖ族化合物、ＩＩＩ−ＶＩ族化合物、ＩＩＩ−Ｖ族化合物、ＩＶ−ＶＩ族化合物、Ｉ−ＩＩＩ−ＶＩ族化合物、ＩＩ−ＩＶ−ＶＩ族化合物、ＩＩ−ＩＶ−Ｖ族化合物、三元及び四元の混合物又は合金を含む、上述のいずれかを含む合金、及び／又は、上述のいずれかを含む混合物を含み得る。例として、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＯ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＭｇＳ、ＭｇＳｅ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＳｅ、ＧａＳｂ、ＨｇＯ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＩｎＡｓ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＧａＰ、ＩｎＳｂ、ＡｌＡｓ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＳｂ、ＴｌＮ、ＴｌＰ、ＴｌＡｓ、ＴｌＳｂ、ＰｂＯ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、Ｇｅ、Ｓｉ、上述のいずれかを含む合金、及び／又は、上述のいずれかを含む混合物が挙げられるが、これらに限定されない。例えば、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ又はＣｄＳのオーバーコートは、ＣｄＳｅ又はＣｄＴｅ半導体ナノ結晶上で増やすことができる。オーバーコートのプロセスは、例えば、特許文献１４において記載されている。オーバーコート中の反応混合物の温度を調整し、コアの吸収スペクトルをモニターすることによって、高い放射量子効率及び狭いサイズ分布を有するオーバーコートされた材料を得ることができる。オーバーコートは、１つ又は複数の層を含んでもよい。オーバーコートは、コアの組成と同じであるか又は異なる少なくとも１つの半導体材料を含む。好ましくは、オーバーコートは、約１から約１０の単層の厚さを有する。オーバーコートは、１０の単層よりも大きい厚さも有し得る。一実施形態では、２つ以上のオーバーコートを、コアの上に含むことができる。
【００７２】
一実施形態では、周囲の「シェル」材料は、コア材料のバンドギャップよりも大きいバンドギャップを有し得る。特定の他の実施形態では、周囲のシェル材料は、コア材料のバンドギャップよりも小さいバンドギャップを有し得る。一実施形態では、シェルは、「コア」基板の原子間隔に近い原子間隔を有するように選ぶことができる。特定の他の実施形態では、シェル及びコアの材料は、同じ結晶構造を有し得る。
【００７３】
半導体ナノ結晶（コア）シェルの材料の例として：赤（例えば、（ＣｄＳｅ）ＺｎＳ（コア）シェル等）、緑（例えば、（ＣｄＺｎＳｅ）ＣｄＺｎＳ（コア）シェル等）、及び青（例えば、（ＣｄＳ）ＣｄＺｎＳ（コア）シェル等）が挙げられるが、それらに限定されない（半導体に基づく特定の波長変換ナノ粒子の例についてもさらに上記を参照されたい）。
【００７４】
従って、一実施形態では、発光粒子は、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＺｎＳ、及びＺｎＳｅを含む群から選択される１つ又は複数のコア材料を含む発光量子ドットを含む群から選択される発光材料を含む。従って、一実施形態では、発光粒子は、組成ＭＸ（Ｍ＝Ｃｄ、Ｚｎ、Ｘ＝Ｓｅ、Ｓ）の量子ドット又は量子ロッド等の発光ナノ粒子の群から選択することもできる。そのような粒子は、１〜５０ｎｍの範囲から選択される数平均粒子サイズ（すなわち、特に長さ／幅／高さ、直径）を有してもよい。
【００７５】
上述のように、５〜５００ｎｍ、特に１０〜５００ｎｍ、とりわけ２０〜５００ｎｍ、さらにとりわけ５０〜３００ｎｍの範囲の平均厚さを典型的には有する第１の被覆層は、ゾル−ゲル型プロセスによって形成される。そのようなプロセスにおいて、無機ネットワークが、ゾル（コロイド懸濁液）を形成するためのその後の加水分解、次に、粉末表面に化学的に結合されるゲル（架橋された固体ネットワーク）を形成するための凝縮によって、前駆体の均一な溶液から形成される。好ましくは、第１の被覆材料はシリカであり、ゾル−ゲル堆積法は、非特許文献１に記載されているいわゆるＳｔｏｂｅｒ反応に相当する。この目的を達成するために、発光材料は、メタノールＣＨ３ＯＨ、エタノールＣ２Ｈ５ＯＨ又はイソプロパノールＣ３Ｈ７ＯＨ等、脂肪族アルコールＲ−ＯＨ等のアルコール中に分散され、アンモニア（水中ＮＨ３溶液）及びケイ素アルコキシド前駆体の添加が続く。ケイ素アルコキシド前駆体はアルコール＋アンモニア混合物に溶解し、加水分解し始める。加水分解されたが溶解したゾル種と粒子表面の反応基（例えば、アミン又はシラノール基）との反応、続いて、加水分解、核形成及び凝縮反応ステップを含む種結晶成長プロセスによって、コンフォーマルシリカコーティングが粒子表面の上部に形成される。
【００７６】
ケイ素アルコキシド前駆体は、
【００７７】
【化１】
2019537058.tif 000003
によって形成される化合物の群から選択され、ここで、ａ）Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、加水分解性アルコキシ基であり、Ｒ４は、Ｃ１−Ｃ６直鎖のアルキル基、加水分解性アルコキシ基、及びフェニル基の群から選択されるか、又は、ｂ）Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、−ＯＣＨ３及び−ＯＣ２Ｈ５から個々に選択され、Ｒ４は、−ＣＨ３、−Ｃ２Ｈ５、−ＯＣＨ３、−ＯＣ２Ｈ５、及びフェニル基から選択される。任意的に、シリコーンベースのポリマーは、
【００７８】
【化２】
2019537058.tif 000004
【００７９】
【化３】
2019537058.tif 000005
【００８０】
【化４】
2019537058.tif 000006
及び
【００８１】
【化５】
2019537058.tif 000007
の群由来の材料から得られる。
【００８２】
従って、ケイ素アルコキシド前駆体は、この群から選択することができる。特に、ケイ素アルコキシド前駆体は、Ｓｉ（ＯＣＨ３）４又はＳｉ（ＯＣ２Ｈ５）４の群から選択され、特にＳｉ（ＯＣ２Ｈ５）４がケイ素アルコキシド前駆体として使用される。類似の前駆体であるが、例えばＡｌ等の別の金属に基づくものも使用することができる。
【００８３】
典型的な第１の被覆プロセスは、以下の段階を含み得る。（ａ）発光粉末が、撹拌又は超音波処理しながらアルコール−アンモニア水溶液の混合物中に懸濁させられる。粒子分散を改善するために、アンモニア溶液が添加される前に、粉末を第一にアルコール及び少量のケイ素（又は他の金属）アルコキシドと混ぜ合わせることもできる。（ｂ）ケイ素（又は他の金属）アルコキシド前駆体は、懸濁液の撹拌下で添加される。アルコール溶媒中のケイ素（又は他の金属）アルコキシド、アンモニア、及び水の典型的な濃度は、それぞれ０．０２〜０．７、０．３〜１．５、及び１〜１６モル／Ｌである。（ｃ）懸濁液は、被覆が形成されるまで撹拌又は超音波処理される。（ｄ）被覆された粉末は、アルコールで洗浄され、乾燥させられた後、２００〜３００℃で空気又は真空においてか焼される。
【００８４】
従って、一実施形態では、ゾル−ゲル被覆プロセスは：（ｉａ）アルコール、アンモニア、水、発光粒子、及び金属アルコキシド前駆体の混合物を、該混合物を撹拌しながら提供し、第１の被覆が発光粒子上に形成されるのを可能にすることであって、ここで、金属アルコキシド前駆体は、特にチタンアルコキシド、ケイ素アルコキシド、及びアルミニウムアルコキシドを含む群から選択されること；及び（ｉｂ）混合物から発光粒子を回収し、任意的に、発光粒子を熱処理に晒して、上記の被覆された発光粒子を提供すること；を含む。混合物から（被覆された）発光材料を回収するプロセスは、例えば、濾過、遠心分離、デカント（沈殿物上の液体）等のうち１つ又は複数を含み得る。熱処理は、乾燥及びか焼のうち１つ又は複数、特にその両方、すなわち、例えば７０〜１３０℃の範囲の温度での乾燥段階、続いて（空気；又は真空若しくは（他の）不活性雰囲気における）か焼段階を含み得る。従って、熱処理の時間の一部の間に、（被覆された）発光体は、真空、又は、Ｎ２及び貴ガスのうちの１つ又は複数等の不活性環境にあってもよい。熱処理は、発光材料の安定性を改善すると思われる。さらに、上記のように、ゾル−ゲル被覆プロセスにおいてケイ素（又は、以下の式はＳｉを指しているけれども他の金属）アルコキシド、特に前駆体は、
【００８５】
【化６】
2019537058.tif 000008
を含む化合物の群から選択され使用することができ、ここで、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、加水分解性アルコキシ部分を含む群から選択され、Ｒ４は、Ｃ１−Ｃ６直鎖のアルキル部分、加水分解性アルコキシ部分、及びフェニル部分を含む群から選択される。任意的に、アルコキシド以外のリガンドが、ゾル−ゲルプロセスに対する前駆体において適用されてもよい。
【００８６】
ゾル−ゲル被覆プロセスで得られた粒子は、任意的に、２つ以上の核を含んでもよい。例えば、量子ドットの場合、ゾル−ゲル被覆又は第１の被覆層を有する凝集体を得ることができる。従って、シリカ前駆体（又は他の金属酸化物前駆体）は、多数のＱＤを薄い単一シェルで被覆して、被覆された凝集体を形成することもできる。これは、数ある中でも、量子ドットの濃度等に依存し得る。
【００８７】
以上、ゾル−ゲル被覆のための前駆体が、ケイ素アルコキシド前駆体に関して特に記載されている。しかし、１つ又は複数のアルミニウム（又は別の金属）アルコキシド前駆体も適用することができる。さらに、２つ以上の化学的に異なる前駆体の組み合わせも、ゾル−ゲル被覆層又は第１の被覆層を提供するために適用することができる。
【００８８】
「第１の被覆プロセス」という用語は、複数の第１の被覆プロセスにも関し得る。複数の第１の被覆プロセスで、（例えば、第１の被覆プロセスにおいて、それぞれの被覆段階又はステップが実質的に同じ材料を堆積することを含む場合等）層厚全体にわたって同じ組成を実質的に含む（多）層を提供することができるか、又は、それぞれ２つ以上の異なる組成を有する２つ以上の（ゾル−ゲル）層の積み重ね等、異なる組成を有する２つ以上の層を有する多層を提供することができる。一例は、例えば、ＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３が交互に存在する３つ以上の（ゾル−ゲル）層の積み重ね等、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３（ゾル−ゲル）多層であり得る（上記も参照されたい）。
【００８９】
上述のように、第２の被覆層は、典型的には、５〜２５０ｎｍ、特に１５〜７５ｎｍの範囲の層厚を有し得る。この層は、原子層堆積型プロセスによって形成することができる。そのようなプロセスにおいて、ポリマーネットワークが、金属酸化物前駆体と、気相の水及び／又はオゾン等の酸素源との反応によって形成される。ゾル−ゲルプロセスとは異なり、ＡＬＤ反応は（少なくとも）２つの部分に分けられる。第一の段階では、金属（酸化物）前駆体が、（ＡＬＤ）反応器に供給され、粒子表面上の反応基を吸着及び／又はそれと反応し、実質的に全ての非反応又は非吸着前駆体分子が、反応器のパージによって除去される。第二の段階では、酸素源が反応器内に供給され、粒子表面上の金属源と反応し、反応器のパージが続いて、実質的に全ての残存する酸素源分子及び凝縮反応によって形成された加水分解生成物が除去される。この二つの段階は、自己限定的な表面反応の性質のために、原子層（又は単層）の形成を導く。これらの原子層反応段階は、複数回繰り返されて、最終的なＡＬＤ被覆が形成される。金属酸化物前駆体という用語は、特に、金属酸化物の前駆体を示す。前駆体自体は、金属酸化物でなくてもよいが、例えば、金属有機分子を含んでもよい。従って、特にＡＬＤのための金属（酸化物）前駆体は、典型的には、金属ハロゲン化物、アルコキシド、アミド、及び他の金属（有機）化合物を含み得る。
【００９０】
ＡＬＤプロセスの段階的な性質によって、定義された層の厚さを容易に堆積することが可能である。ＡＬＤプロセスは、さらに、反応器内に異なる金属酸化物前駆体を連続的に供給することによって異なる組成の層を堆積して、多組成の層又はナノラミネートを形成することを可能にする。従って、特定の実施形態では、第２の層は、多層を含む（下記も参照されたい）。
【００９１】
ＡＬＤプロセスに対して、数ある中でも、流動層反応器を適用することができる。従って、特定の実施形態では、第２の被覆層は、上記の原子層堆積プロセスの適用によって提供される。一実施形態では、静的な粉末床が、ゾル−ゲル被覆された発光粉末粒子のＡＬＤ被覆に使用される。しかし、流動層も適用することができる。他のタイプの反応器も適用することができる。粒子の凝集は、構造化されたナノポーラス表面を有する第１のゾル−ゲル被覆を適用することによって実質的に防ぐことができる。このプロセスは容易にスケールアップすることができ、ＡＬＤ被覆中の粉末の損失はほとんど観察されない。粉末被覆のための市販のＡＬＤ反応器は、例えばカートリッジサンプルホルダー（ＰＯＣＡ（商標））と共にＰｉｃｏｓｕｎ  Ｏｙによって販売されている。ＡＬＤに使用することができるシステムは、例えば、特許文献１５に記載されているが、他のシステムも適用することができる。
【００９２】
ＡＬＤ第２の被覆層に対する（非限定的な）多くの適した材料が、以下の表において列挙されている。
【００９３】
【表１】
2019537058.tif 000009
或いは又は加えて、酸化ニオブ（特にＮｂ２Ｏ５）又は酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）が適用されてもよい。その金属前駆体は、例えば、それぞれ、ｔｅｒｔ−ブチルイミド）−トリス（ジエチルアミノ）−ニオブ、ＮｂＦ５又はＮｂＣｌ５、及び、トリス（エチルシクロペンタジエニル）イットリウムである。
【００９４】
しかし、他の材料も適用することができる。従って、原子層堆積プロセスでは、金属酸化物前駆体は、特に、Ａｌ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｔｉ、及びＳｉを含む群から選択される金属の金属酸化物前駆体の群から選択されてもよい。或いは又は加えて、Ｇａ、Ｇｅ、Ｖ、及びＮｂのうち１つ又は複数が適用されてもよい。さらにとりわけ、これらの前駆体の２つ以上の交互の層が適用され、少なくとも１つの前駆体は、Ａｌ金属酸化物前駆体及びＳｉ金属酸化物前駆体、特にＡｌ金属酸化物前駆体を含む群から選択され、別の前駆体は、Ｈｆ金属酸化物前駆体、Ｔａ金属酸化物前駆体、Ｚｒ金属酸化物前駆体、及びＴｉ金属酸化物前駆体を含む群から選択され、特に、Ｈｆ金属酸化物前駆体、Ｔａ金属酸化物前駆体、及びＺｒ金属酸化物前駆体、さらにとりわけＴａ金属酸化物前駆体を含む群から選択される。特に、Ｈｆ、Ｚｒ、及びＴａは、比較的光透過性の層を提供するように思われるが、Ｔｉは、例えば、比較的少ない光透過性の層を提供することができる。例えば、Ｔａ、Ｈｆ及びＺｒによる処理は、Ｓｉよりも比較的容易であるように見える。「酸化物前駆体」又は「金属酸化物前駆体」又は「金属（酸化物）前駆体」という用語は、２つ以上の化学的に異なる前駆体の組み合わせも指し得る。これらの前駆体は、特に、酸素源との反応により酸化物を形成する（従って、金属酸化物前駆体として示される）。
【００９５】
例えば、ゾル−ゲルの第１の被覆層のナノポーラス表面におけるシラノール基（シリカの第１の被覆層を仮定する）は、初期層のＡＬＤの間に反応部位として作用する。一実施形態では、アルミナが、金属酸化物前駆体としてＡｌ（ＣＨ３）３（ＴＭＡ）、及び、酸素源として（後に曝露される）水を使用することによって堆積される。第１の反応ステップにおいて、ＴＭＡは、
【００９６】
（化７）
≡Ｓｉ−ＯＨ＋Ａｌ（ＣＨ３）３→≡Ｓｉ−Ｏ−Ａｌ（ＣＨ３）２＋ＣＨ４
に従ってシリカゾルゲル層の表面のシラノール基と反応する。
【００９７】
次に、水が、第２の反応ステップにおいてし、加水分解、続く縮合反応によって金属酸化物前駆体と反応する。
【００９８】
（化８）
≡Ｓｉ−Ｏ−Ａｌ（ＣＨ３）２＋２Ｈ２Ｏ→≡Ｓｉ−Ｏ−Ａｌ（ＯＨ）２＋２ＣＨ４
２≡Ｓｉ−Ｏ−Ａｌ（ＯＨ）２→≡Ｓｉ−Ｏ−Ａｌ（ＯＨ）−Ｏ−Ａｌ（ＯＨ）−Ｏ−Ｓｉ≡＋Ｈ２Ｏ
２００〜３５０℃の範囲の堆積温度は、第１の被覆層上のアルミナＡＬＤに最も適しており、好ましくは、温度は２５０〜３００℃の範囲であるということが判明した。類似の温度が、１つ又は複数のＡＬＤ層に対する他の金属酸化物前駆体のＡＬＤに適用されてもよい。
【００９９】
特に、ＡＬＤアルミナ（又は他の金属酸化物）層は、５〜１２０ｎｍの厚さ、特に１０〜７５ｎｍの厚さ、さらにとりわけ１５〜５０ｎｍの範囲の厚さを有する。
【０１００】
アルミナＡＬＤ層の水性ガス浸透バリア特性は、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＨｆＯ２、Ｔａ２Ｏ５等、異なる酸化物材料の少なくとも１つのさらなる層を堆積することによってさらに改善することができる。特に、さらなる材料の層の厚さは、１〜４０ｎｍの範囲内、より好ましくは１〜１０ｎｍの範囲内にある。さらにより好ましいのは、Ａｌ２Ｏ３と、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＨｆＯ２、Ｔａ２Ｏ５の群からの第２の酸化物材料との交互層のナノラミネートスタックである。適したナノラミネートスタックは、例えば、第１のゾル−ゲル被覆の上部に４０ｎｍ厚のナノラミネートされた第２の被覆を形成するために２５０℃で堆積された２０×（１ｎｍ  Ａｌ２Ｏ３（１０  ＡＬＤサイクル）＋１ｎｍ  ＺｒＯ２（１１  ＡＬＤサイクル））であってもよい。
【０１０１】
本発明は、特に、一実施形態において、第２の被覆層が、異なる化学組成を有する層を有する多層を含み、原子層堆積プロセスにおいて、金属酸化物前駆体が、数ある中でも、Ａｌ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｖ、及びＮｂを含む群から選択される金属の金属酸化物前駆体の群から選択され、特に、金属酸化物前駆体が、Ａｌ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｔｉ、及びＳｉを含む群から選択される金属の金属酸化物前駆体の群から選択される方法を提供する。そのような前駆体のうち２つ以上の組合せ、例えば、アルミナ−ジルコニウム及びハフニウムの混合酸化物−アルミナを含む多層等も使用することができる。
【０１０２】
従って、一実施形態では、第２の被覆層は、異なる化学組成を有する層を有する多層を含んでもよく、多層は、Ａｌ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｖ、及びＮｂのうち１つ又は複数の酸化物を含む１つ又は複数の層を含み、特に、多層は、Ａｌ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｔｉ、及びＳｉのうち１つ又は複数の酸化物を含む１つ又は複数の層を含む。そのような多層のうち１つ又は複数の層は、上記のもの等、混合酸化物も含み得る。
【０１０３】
特に、この方法は、少なくとも２つの（ＡＬＤ）層（「ＡＢ」）、特に少なくとも３つの層（例えば「ＡＢＡ」等）、とりわけ少なくとも４つの層を含む（ＡＬＤ）多層被覆が得られるように適用される。さらにとりわけ、少なくとも、（ＡＢ）ｎ（ｎは、２〜１０のように２〜２０等、２以上である）等、２つの（ＡＬＤ）層のサブセット（「ＡＢ」）の２つ以上のスタックを含むスタックが適用される。
【０１０４】
特に、多層の層のうち少なくとも１つは、Ａｌ及びＳｉの酸化物のうち１つ又は複数を含み（その組み合わせを含み）、多層の層のうち少なくとも１つは、Ｈｆ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｖ、及びＮｂの酸化物のうち１つ又は複数を含む。そのような層は、任意的に、Ａｌ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｖ、及びＮｂも含んでもよく、ここで、Ｓｉ又はＡｌは、多層のうち１つ又は複数の他の層がそれぞれシリカ又はアルミナの酸化物を含む場合に他の示された要素のうち１つ又は複数と共に層内に存在する。上記の「ＡＬＤ多層」又は「多層」という用語は、特に、異なる化学組成を有する層を指す。「異なる化学組成を有する層」という句は、「ＡＢＣ」の場合又は（ＡＢ）ｎの場合等、異なる化学組成を有する少なくとも２つの層があるということを示す。
【０１０５】
（ＡＢ）ｎの特定の例として、ＡがＳｉ及びＡｌ、特にＡｌの酸化物のうち１つ又は複数から選択され、ＢがＡｌ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｖ、及びＮｂの酸化物のうち１つ又は複数から選択され、Ｓｉ又はＡｌが、多層のうち１つ又は複数の他の層がそれぞれシリカ又はアルミナの酸化物を含む場合に他の示された要素のうち１つ又は複数と共に層内に存在し、特にＢがＨｆ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｖ、及びＮｂの酸化物のうち１つ又は複数から選択され、とりわけＢがＨｆ、Ｔａ、Ｚｒ、及びＴｉの酸化物のうち１つ又は複数から選択され、さらにとりわけＢがＨｆ、Ｔａ、及びＺｒの酸化物のうち１つ又は複数から選択される多層が挙げられる。
【０１０６】
従って、このＡＬＤ多層は、特に、ゾル−ゲル層上に提供される。さらに、上述のように、ＡＬＤ多層の上部に、任意的に、１つ又は複数のさらなる層が適用されてもよい。
【０１０７】
従って、特定の実施形態では、第２の被覆層は、層のスタックを有する多層を含み、隣接する層は、異なる化学組成を有する。
【０１０８】
特に、多層の層は、１〜４０ｎｍ、特に１〜１０ｎｍの範囲の厚さをそれぞれ独立して有する。さらに、特に、多層は、１つ又は複数のアルミナ層及び１つ又は複数の金属酸化物層を含み、金属は、Ｈｆ、Ｔａ、Ｚｒ、及びＴｉの群から選択される。
【０１０９】
従って、特定の実施形態では、原子層堆積プロセスにおいて、Ａｌ（ＣＨ３）３、ＨＡｌ（ＣＨ３）２、Ｈｆ（Ｎ（ＣＨ３）２）４、Ｈｆ（Ｎ（ＣＨ２ＣＨ３）２）４、Ｈｆ［Ｎ（ＣＨ３）（ＣＨ２ＣＨ３）］４、ＴａＣｌ５、Ｔａ（Ｎ（ＣＨ３）２）５、Ｔａ｛［Ｎ（ＣＨ３）（ＣＨ２ＣＨ３）］３Ｎ（Ｃ（ＣＨ３）３）｝、ＺｒＣｌ４、Ｚｒ（Ｎ（ＣＨ３）２）４、ＴｉＣｌ４、Ｔｉ（ＯＣＨ３）４、Ｔｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）４、ＳｉＣｌ４、Ｈ２Ｎ（ＣＨ２）３Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３、及びＳｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）４を含む群から選択される金属酸化物前駆体、並びに、Ｈ２Ｏ及びＯ３を含む群から選択される酸素源が適用される。上述のように、２つ以上の異なる金属酸化物前駆体及び／又は２つ以上の異なる酸素源も適用され得る。
【０１１０】
さらに、当該方法の別の実施形態では、原子層堆積プロセスにおいて、異なる化学組成を有する層を有する多層が提供され、１つ又は複数の層が、酸化タンタル（特にＴａ２Ｏ５）を含む。従って、本発明は、一実施形態において、発光材料も提供され、第２の被覆層が、異なる化学組成を有する層を有する多層を含み、１つ又は複数の層が、特にＴａ２Ｏ５を含み得る。さらに、当該方法の一実施形態では、原子層堆積プロセスにおいて、異なる化学組成を有する層を有する多層が提供され、１つ又は複数の層が、酸化タンタル（特にＴａ２Ｏ５）、酸化ハフニウム、及び酸化ジルコニウムのうち１つ又は複数を含む。従って、本発明は、一実施形態において、発光材料も提供し、第２の被覆層が、異なる化学組成を有する層を有する多層を含み、１つ又は複数の層が、特に、酸化タンタル、酸化ハフニウム、及び酸化ジルコニウムのうち１つ又は複数を含み得る。例えば、多層スタックは、交互の層を有するスタックも含んでもよく、例えば、アルミナ−酸化タンタル−アルミナ−ハフニア−アルミナ−酸化タンタル等を含むスタック等、例えば、アルミナが、酸化タンタル（特にＴａ２Ｏ５）、酸化ハフニウム、及び酸化ジルコニウムのうち１つ又は複数と交互に現れる。
【０１１１】
さらに、第一にＡＬＤ被覆を発光材料粒子上に提供した場合に（従って、例えば、後のゾル−ゲル層に先立つ場合に）、ＡＬＤ層は望ましいものよりも均一でないように思われた。従って、優れたＡＬＤ層を得るためには、ＡＬＤ層の厚さは、原則として必要以上に厚くする必要があり得、（場合によっては小さくても）不必要な透過の低減につながる可能性がある。さらに、ＡＬＤ被覆はゾル‐ゲルで得られた被覆をより容易に被覆するが、ゾル‐ゲル被覆はＡＬＤ被覆を容易に被覆しないように思われた。さらに、ＡＬＤ層上のゾル‐ゲルプロセスは、ＡＬＤ層に有害であり得る。
【０１１２】
最終層、すなわち、金属がＨｆ、Ｔａ、Ｚｒ、及びＴｉの群から選択される金属酸化物層を含む発光コアからさらに離れた層の使用は、安定性の点から特に有益であるように見える。さらに、少なくとも１ｎｍのような、少なくとも５ｎｍ等、約１０ｎｍより薄い等の薄い個々の層を使用することも、発光材料の安定性を高めるように見える。
【０１１３】
従って、第２の被覆層の全層厚は、特に５〜２５０ｎｍ、１０〜２００ｎｍ等、特に１５〜１２０ｎｍのような、１５〜５０ｎｍ等、２０〜７５ｎｍのような範囲内にある。
【０１１４】
非酸化物の発光材料が、本発明の方法、すなわち、特に第１の被覆プロセスの間及び／又は前に適用される場合、酸素含有層が発光材料の粒子上に形成され、コアと第１の被覆層との間の中間の酸素含有層に導かれてもよい。従って、さらなる実施形態では、発光コアは非酸化物を含み、発光コアと第１の被覆層との間に中間の酸化物層が存在する。この中間層の厚さは、１〜２０ｎｍ等、０．５〜５０ｎｍの範囲内にあってもよい。
【０１１５】
本明細書において記載される層厚は、特に、平均の層厚である。しかし、特に、それぞれの層の領域の少なくとも５０％、とりわけ少なくとも８０％は、そのような示された層厚を有する。特に、これは、そのような層の面積の少なくとも５０％下で、そのような厚さが見出されることになるということを示す。
【０１１６】
第１の被覆層及び第２の被覆層は、光透過性であり、これは、それぞれの層に衝突する光の少なくとも一部が、それぞれの層を透過するということを意味する。従って、第１の層及び第２の層は、完全に又は部分的に透明であってもよく、又は、半透明であってもよい。被覆層に衝突する（可視）光のうち９０％を超える光が、被覆層を透過することができる。第１の被覆層及び／又は第２の被覆層は、被覆層が作製される材料の特徴により、光透過性であってもよい。例えば、被覆層は、層が比較的厚くても、透明な材料から作製することができる。第１の被覆層及び／又は第２の被覆層は、それぞれの層が光透過性になるように十分薄く、一方、層が製造される材料は、比較的厚い層で製造される場合、透明又は半透明でない。本明細書において記載される材料は全て、（可視）光に対して透過性であるか、又は、（可視）光に対して透過性である適した層厚で作製することができる。
【０１１７】
照明装置が、光源放射、特に青色及びＵＶのうち１つ又は複数を生成するように構成された光源と、本明細書において記載される発光材料を含む波長変換器とを含み、波長変換器は、光源放射の少なくとも一部を波長変換光（緑色、黄色、オレンジ色及び赤色の光のうち１つ又は複数等）に変換するように構成される。波長変換器は、特に、光源に放射結合される。「放射結合される」という用語は、特に、光源及び発光材料が、光源によって発せられる放射の少なくとも一部が発光材料によって受け取られる（及び、少なくとも部分的に発光に変換される）ように互いに関連していることを意味する。従って、粒子の発光コアは、コア内の発光材料の発光を提供する光源放射によって励起することができる。一実施形態において、波長変換器は、発光材料（粒子）を含むマトリクス（材料）を含む。例えば、マトリクス（材料）は、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ポリメチルアクリレート（ＰＭＡ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）（プレキシグラス又はパースペクス）、セルロースアセテートブチレート（ＣＡＢ）、シリコーン、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、（ＰＥＴＧ）（グリコール変性ポリエチレンテレフタレート）、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）、及びＣＯＣ（シクロオレフィンコポリマー）を含む群から選択されるもの等、透過性有機材料の支持体を含む群から選択される１つ又は複数の材料を含んでもよい。或いは又は加えて、マトリクス（材料）は、エポキシ樹脂を含んでもよい。
【０１１８】
照明装置は、例えば、オフィス照明システム、家庭応用システム、店舗照明システム、家庭用照明システム、アクセント照明システム、スポット照明システム、シアター照明システム、光ファイバー応用システム、投影システム、自己点灯ディスプレイシステム、画素化ディスプレイシステム、セグメント化ディスプレイシステム、警戒標識システム、医療用照明応用システム、標識用サインシステム、装飾的照明システム、ポータブルシステム、自動車応用、温室照明システム、園芸照明、又はＬＣＤバックライトの一部であってもよく、又は、それらに適用されてもよい。
【０１１９】
上述のように、照明ユニットは、ＬＣＤディスプレイ装置におけるバックライトユニットとして使用することができる。従って、本発明は、バックライトユニットとして構成される、本明細書において定義される照明ユニットを含むＬＣＤディスプレイ装置も提供する。本発明は、さらなる態様において、バックライトユニットを含む液晶ディスプレイ装置も提供し、バックライトユニットは、本明細書において定義される１つ又は複数の照明装置を含む。
【０１２０】
特に、光源は、作動中に、少なくとも２００〜４９０ｎｍの範囲から選択された波長の光（光源放射）を発する光源であり、特に、作動中に、少なくとも４００〜４９０ｎｍの範囲から選択された、とりわけ４４０〜４９０ｎｍの範囲の波長の光を発する光源である。この光は、波長変換ナノ粒子によって部分的に使用され得る（以下もさらに参照されたい）。従って、特定の実施形態では、光源は、青色光を生成するように構成される。特定の実施形態では、光源は、固体ＬＥＤ光源（ＬＥＤ又はレーザーダイオード等）を含む。「光源」という用語は、２〜２０の（固体）ＬＥＤ光源等、複数の光源にも関し得る。従って、「ＬＥＤ」という用語は、複数のＬＥＤも指し得る。本明細書における白色光という用語は、当業者には知られており、特に、約２０００から２００００Ｋ、特に２７００〜２００００Ｋ、一般照明に対しては、特に約２７００Ｋから６５００Ｋの範囲、バックライト目的に対しては、特に約７０００Ｋから２００００Ｋの範囲の相関色温度（ＣＣＴ）を有し、特に、ＢＢＬ（黒体軌跡）から約１５ＳＤＣＭ（カラーマッチングの標準偏差）内、特にＢＢＬから約１０ＳＤＣＭ内、とりわけＢＢＬから約５ＳＤＣＭ内の光に関する。一実施形態では、光源は、約５０００から２００００Ｋの相関色温度（ＣＣＴ）を有する光源放射、例えば、直接的な蛍光体変換ＬＥＤ（例えば、１００００Ｋを得るための蛍光体の薄層を有する青色発光ダイオード）を提供することもできる。従って、特定の実施形態では、光源は、８０００〜２００００Ｋ等、５０００〜２００００Ｋの範囲、特に６０００〜２００００Ｋの範囲の相関色温度を有する光源放射を提供するように構成される。比較的高い色温度の利点は、光源放射において比較的多い青色成分が存在し得るということであり得る。
【０１２１】
図４は、光源放射１１、特に青色及びＵＶのうち１つ又は複数を生成するように構成された光源１０、並びに、本明細書において定義される粒子を有する発光材料１を含む波長変換器３０を含む照明装置２０を概略的に描いている。波長変換器３０は、例えば、シリコーン又は有機ポリマーマトリクス等のマトリクスを含んでもよく、被覆された粒子が、その中に埋め込まれる。波長変換器３０は、光源放射１１の少なくとも一部を波長変換光２１に（波長）変換するように構成され、これは、波長変換光３１及び任意的に光源放射１１も少なくとも含む。波長変換光３１は、本明細書において記載される被覆された粒子からの発光を少なくとも含む。しかし、波長変換器３０は、任意的に、１つ又は複数の他の発光材料も含み得る。波長変換器３０、又は、特に発光材料１は、０．１〜１００ｍｍの距離等、ゼロではない距離ｄ３に配置されてもよい。しかし、例えば、発光材料がＬＥＤダイ上のドームに埋め込まれる場合等、任意的に距離はゼロであってもよい。距離ｄ３は、ＬＥＤダイ等の光源の発光面と波長変換器３０との、特に発光材料１との最短距離である。
【０１２２】
図５ａは、第２の被覆のＡＬＤ中に静的な粉末床を形成するゾル−ゲルの第１の被覆を有する発光粉末粒子を概略的に描いている。粒子は参考番号１００で示されており、ゾル−ゲル被覆又は第１の被覆層は参考番号１１０で示されている。発光コアは参照番号１０２で示されており、例えば、発光窒化物又は硫化物蛍光体のマイクロメートルの大きさの粒子を含んでもよいが、発光ナノ粒子等、他の（より小さい）材料も含み得る（図５ｃをさらに参照されたい）。図５ａにおいて概略的に示されているように、第１の被覆層１１０の外側の形状は、ＳＥＭにおいて見られるように、幾分穴やくぼみを持つ形状を有してもよい。一例として、図５ａにおけるより小さい粒子は、例えば、ＡＬＤ前駆体を示している（以下をさらに参照されたい）。参照番号１００ａは、ゾル−ゲルの第１の被覆層１１０のみを有する発光粒子１００を示すために使用されている。
【０１２３】
図５ｂ〜５ｄは、粒子状発光材料のいくつかのさらなる態様を概略的に描いており；図５ｂは、発光材料１を示しており、ここでは例として、発光コア１０２、及び厚さｄ１を有する（ゾル−ゲル被覆によって形成される）第１の被覆層１１０、及び厚さｄ２を有する（ＡＬＤによって形成される）第２の被覆層１２０を有する２つの粒子、を示している。厚さは、必ずしも一定比率の縮尺ではない。第１の被覆層１１０におけるあり得る刻み目は描かれていない。厚さｄ１は、特に、第１の被覆層１１０にわたって平均される平均厚さであってもよく；同様に、これは、第２の厚さｄ２等に適用され得る（下記も参照されたい）。
【０１２４】
図５ｃは、ここでは例として量子ドット１３０である発光ナノ粒子を含む発光コア１０２を概略的に描いている。この例における量子ドットは、ＺｎＳｅ等の（半導体）コア材料１０６と、ＺｎＳ等シェル１０７とを有する量子ロッドを含む。当然ながら、他の発光ナノ粒子を使用することもできる。そのような発光量子ドット１３０には、ハイブリッド被覆を提供することもできる。
【０１２５】
上述のように、被覆層は、多層を含んでもよく；特に第２の被覆層１２０は、多層被覆を含んでもよい。これは、図５ｄにおいて概略的に示されており、第２の被覆層１２０は、層１１２１を有するＡＬＤ多層１１２０を含む。参考番号１１２１ａ、１１２１ｂ、及び１１２１ｃは、例えばそれぞれ交互のＡｌ２Ｏ３層（例として１１２１ｂ）及びＴａ２Ｏ５層（例として１１２１ａ、１１２１ｃ）であり得る個々の層を概略的に示している。参照番号ｄ２は、第２の被覆層１２０全体の厚さを示している。個々のＡＬＤ層は、例えば、０．５〜２０ｎｍの範囲の厚さを有してもよい。
【０１２６】
図５ｄは、参照番号１７、２７、３７、４７、及び５７と共に、それぞれの層の表面を示している。上述のように、本明細書において記載される層厚は、特に、平均の層厚である。特に、それぞれの層の領域の少なくとも５０％、特に少なくとも８０％が、そのような示された層厚を有する。従って、表面１７と表面４７との間の厚さｄ２を参照すると、表面１７の少なくとも５０％未満で、例えば５〜２５０ｎｍの範囲の層厚が見出されてもよく、例えばより薄い又は厚い厚さの表面積１７の他の少なくとも５０％未満が見出され得るが、第２の被覆（多）層１２０の平均ｄ２は、５〜２５０の示された範囲内にある。同様に、これは、本明細書において示される他の厚さにも適用され得る。例えば、表面４７と表面５７との間の厚さｄ１を参照すると、この厚さは、２０〜５００ｎｍの範囲で４７の面積の少なくとも５０％を超えてあってもよく、例えばより薄い又は厚い厚さの表面積４７の他の少なくとも５０％未満が見出され得るが、第１の層１１０の平均ｄ１は、特に２０〜５００等、５〜５００ｎｍの示された範囲内にある。
【０１２７】
図５ａ〜５ｄは、単一の核を有する発光粒子１００を概略的に描いている。しかし、任意的に、第１の被覆層及び第２の被覆層で封入された凝集体も形成することができる。これは、特に、発光コアとしての量子ドットに適用され得る。
【０１２８】
図６ａは、ＡＬＤ被覆の前（ＳｉＯ２のみ）及び後（ＳｉＯ２上にＡｌ２Ｏ３）における蛍光体粉末に対する劣化時間（時間で表されている）の関数としての相対光出力を示しており、劣化条件は：６０℃／１００％相対湿度：ＡＬＤ−１：蛍光体上の２０ｎｍのＡｌ２Ｏ３；ＡＬＤ−２：蛍光体上の４０ｎｍのＡｌ２Ｏ３；ＡＬＤ−３：ＳｉＯ３被覆上に堆積した２０ｎｍのＡｌ２Ｏ３；ＳｉＯ２−１：蛍光体上のゾル−ゲルＳｉＯ２被覆（ＡＬＤ−３の基盤）；である。ゾル‐ゲル被覆材料のみ又はＡＬＤ被覆材料のみは、ハイブリッド被覆に劣ることが明らかである。
【０１２９】
図６ｂは、時間で表されている劣化時間の関数としての相対光出力を示しており（８５℃／１００％ＲＨ）；ＡＬＤ−３：ＳｉＯ２被覆上の２０ｎｍのＡｌ２Ｏ３；ＡＬＤ−４：薄いＳｉＯ２層（＜１０ｎｍ）上に堆積された、２０ｎｍのΑｌ２Ｏ３／Ｔａ２Ｏ５ナノラミネート；ＡＬＤ−５：ＳｉＯ２被覆上に堆積された、２０ｎｍのΑｌ２Ｏ３／Ｔａ２Ｏ５ナノラミネート；；ＡＬＤ−６：ＳｉＯ２被覆上に堆積された、２０ｎｍのΑｌ２Ｏ３／ＨｆＯ２ナノラミネート；である。数ある中でも、これらの図面から、Ａｌ２Ｏ３と第２の酸化物とのＡＬＤ多層は、「単純な」Ａｌ２Ｏ３ＡＬＤ被覆よりも優れた挙動を提供すると結論することができる。図６ａにおけるＡＬＤ−３の試料は図６ｂと同じであり；しかし、測定条件（温度）は異なっていた。
【０１３０】
図６ｃは、時間で表されている劣化時間の関数としての相対光出力（ＬＯ）を示しており（８５℃／１００％ＲＨ）；ＡＬＤ−３及びＡＬＤ−６の試料は上記の通りであり；ＡＬＤ−７は、薄いＳｉＯ２層（＜１０ｎｍ）上の２０ｎｍのΑｌ２Ｏ３／ＨｆＯ２ナノラミネートを有し（ナノラミネート設計：４ｘ［１．５ｎｍのΑｌ２Ｏ３／３．５ｎｍのＨｆＯ２］）、ＡＬＤ−８は、薄いＳｉＯ２層（＜１０ｎｍ）上の１０ｎｍのΑｌ２Ｏ３／ＨｆＯ２ナノラミネートを有する（ナノラミネート設計：２ｘ［１．５ｎｍのΑｌ２Ｏ３／３．５ｎｍのＨｆＯ２］）。より厚いゾル−ゲル層及び／又はより多くの積層ナノラミネートが、薄いゾル−ゲル層又はわずか数層の多層ラミネートよりも優れた結果を提供するということが明らかである。ＡＬＤ−５及びＡＬＤ−６は、約１００〜２００ｎｍの範囲のゾル−ゲル被覆を有する。
【０１３１】
特定の実施形態が開示されてきたけれども、これらの実施形態は単なる例であり、限定的であるとしてとらえるべきではない。開示される実施形態の特徴の様々な適応及び組み合わせが、特許請求の範囲の範囲内にある。
【０１３２】
実施形態を詳細に記載すると、当業者は、本開示が与えられると、本発明の概念の真意から逸脱することなく、本明細書において記載される実施形態に修正を加えることができるということを正しく理解することになる。従って、本発明の範囲は、例示及び記載される特定の実施形態に限定されると意図しない。
【図１ａ】
2019537058.tif 000010
【図１ｂ】
2019537058.tif 000011
【図１ｃ】
2019537058.tif 000012
【図１ｄ】
2019537058.tif 000013
【図２】
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【図３】
2019537058.tif 000015
【図４】
2019537058.tif 000016
【図５ａ】
2019537058.tif 000017
【図５ｂ】
2019537058.tif 000018
【図５ｃ】
2019537058.tif 000019
【図５ｄ】
2019537058.tif 000020
【図６ａ】
2019537058.tif 000021
【図６ｂ】
2019537058.tif 000022
【図６ｃ】
2019537058.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】令和1年7月2日(2019.7.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低圧堆積技術を使用して、複数の発光粒子上に無機被覆を堆積させるステップと、
前記無機被覆を用いて前記複数の発光粒子を互いに及びコンポーネントに結合させて、前記コンポーネント上の前記発光粒子の膜を形成するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記コンポーネント上の発光粒子の膜は、発光粒子の複数の層を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記無機被覆は酸化物被覆である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記発光粒子は、沈降、電気泳動、刷り込み、及び分配のうち１つの技術を使用して前記コンポーネント上に堆積される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記発光粒子は蛍光体粒子である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記発光粒子は量子ドットである、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記コンポーネントは、金属、セラミック、半導体、発光素子、及び絶縁体のうちの１つである、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記低圧堆積技術は、原子層堆積技術である、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記無機被覆は、複数の層を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
無機被覆の熱膨張係数は、前記複数の発光粒子及び前記コンポーネントのうちの１つの熱膨張係数と実質的に一致する、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
無機被覆の屈折率が、前記複数の発光粒子及び前記コンポーネントのうちの１つの屈折率と実質的に一致する、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記コンポーネント上の発光粒子の膜は、発光粒子の複数の層を含み、
前記コンポーネントは、発光素子である、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
コンポーネントと、
複数の発光粒子と、
前記発光粒子を互いに及び前記コンポーネントに結合させて、前記コンポーネント上の前記発光粒子の膜を形成する、前記発光粒子上の無機被覆と、
を含む装置。
【請求項１４】
前記コンポーネント上の発光粒子の膜は、発光粒子の複数の層を含む、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記コンポーネントは発光素子である、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記コンポーネントは開口部を含み、前記開口部を光が通過して前記発光粒子の膜に入射し得る、請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
前記コンポーネントは開口部を含み、前記発光粒子の膜によって発せられた光が前記開口部を通過し得る、請求項１３に記載の装置。
【国際調査報告】
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2019537058.tif 000027
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